Artikler om fremstilling og brug af hjemmeværende vejrstationer offentliggøres regelmæssigt på Giktime. Jeg besluttede at følge med i trenden og også skrive en historie om vejrstationen, der hænger uden for mit vindue - om stormglassen.
Kort sagt, en stormglass er en kolbe med en kamferløsning, der blev brugt til at overvåge vejret i det 19. århundrede. Der er en masse information på netværket om ham - men beskrivelserne af princippet om arbejde er normalt reduceret til det esoteriske "modtog ikke en fuld videnskabelig forklaring." For flere år siden læste jeg om stormglass, blev interesseret, lavede en for mig selv, eksperimenterede hjemme i flere dage, hang derefter flasken ud af vinduet og for andet år har jeg observeret dens opførsel under reelle forhold.
Forklaringen på driftsprincippet viste sig at være utroligt enkel, og selve enheden var følsom nok, så jeg ved at kigge på det kunne forstå, hvordan jeg skulle klæde mig, når jeg forlod huset.
Stormglass er kendt stort set takket være kaptajn Fitzroy, den samme som tog Darwin med på en tur rundt i verden. Kort sagt er stormglass en opløsning af kamfer i fortyndet alkohol med tilsætning af uorganiske salte. Løsningen er ustabil, og når vejrforholdene ændrer sig, falder kamferkrystaller ud af den, hvis størrelse og form kan bruges til at bedømme vejret.
Jeg fandt ikke klare forklaringer på stormglassens funktion på Internettet, men generelt var det tydeligt, at de vigtigste "driftsfaktorer" i vejret er temperatur, tryk, fugtighed, isolering og også muligvis noget i retning af et elektromagnetisk felt. Det vides, at i gamle vejrstationer var stormglas normalt lukkede kolber, hvilket betyder, at de ikke kunne måle tryk og fugtighed. I den synlige del af spektret er stormglassopløsningen gennemsigtig, og glaspæren transmitterer ikke ultraviolet lys godt, så en reaktion på sollys er også usandsynlig. Det var vanskeligere at udelukke indflydelse fra elektromagnetiske felter eller faktorer, der er ukendt for videnskaben på løsningen - men alligevel syntes det for mig det mest sandsynlige, at stormglass reagerer på temperatursvingninger.
Min stormglass viser, at det nu er køligt og gradvist bliver koldere.
Jeg tænkte på alt dette allerede før fremstillingen af min flaske. De allerførste eksperimenter viste, at jeg havde ret. Faktum er, at kamferens opløselighed i en blanding af alkohol og vand afhænger stærkt af temperaturen: det er nok til at opvarme opløsningen lidt, og den bliver gennemsigtig, det er nok til at afkøle den, og hele kolben vil blive fyldt med hvide flager af kamfer. På samme tid blev det princip, hvormed sammensætningen af opløsningen blev valgt, klart: forholdet mellem mængderne af alkohol og vand blev taget således, at i varmt vejr ville det meste af kamferen opløses, og i koldt vejr ville det udfælde; derefter med en ændring i temperaturen vil mængden af kamferflager ændre sig mest markant. Mineralsalte er nødvendige for at øge opløsningens densitet; på grund af tilsætningen af disse salte er opløsningens densitet omtrent den samme,da tætheden af de bortfaldne kamferkrystaller - det vil sige krystaller, der vokser i opløsningens tykkelse, ikke synker, og de ses bedst.
Dette var almindelige ord. Nu nogle observationer:
Salgsfremmende video:
- Den mest indlysende kendsgerning: mængden af krystallinsk kamfer i bunden af flasken afhænger af temperaturen. Jo koldere, jo tykkere lag. På samme tid bliver det aflejrede lag over tid tættere, derfor viser det tætte lag i bunden den omtrentlige temperatur i de sidste uger, og fra ændringen i tykkelsen af det løse friske lag er det let at estimere, hvor meget koldere det er i dag end dette gennemsnitlige niveau.
- Med en langsom afkøling begynder nåleformede krystaller at vokse i bunden af flasken. Tværtimod, med opvarmning, opløses nålerne af krystaller, og bundlaget ser ud som løs smeltende sne.
Langsom afkøling: klar løsning og kamfer nåle. Jo mindre nåle, og jo længere de er, jo langsommere faldt temperaturen. Kan du huske det første batch-producerede stormglassfoto? Der er nåle meget lange og smukke - tilsyneladende blev stormglassen afkølet meget langsomt og omhyggeligt - måske endda i en termostat.
Med en hurtigere afkøling udfældes kamferkrystaller ikke kun i bunden, men gennem hele kolbens volumen - de ligner snefnug, der skyver i tykkelsen
- Moderat hurtig afkøling - sne.
- Og når det bliver meget koldere, har selv ikke snefnug tid til at vokse, hele løsningen bliver skyet på én gang og ligner Schweppes.
Schweppes. Løsningen i stormglass er overskyet - sådan ser det ud under en skarp kold snap; i bunden ligger et gulaktigt lag med kagret kamfer; Dette lag er tyndt, det vil sige, det er nu varmt nok.
Spørgsmålet opstod: "Hvordan er krystalstørrelsen relateret til temperaturen i temperaturændringen?"
For en fuldgyldig vejrforudsigelse er en observation af temperaturdynamikken naturligvis ikke nok - faktisk er moderne meteorologer, der har magtfulde computere og et netværk af meteorologiske stationer, der trængte hele planeten, ikke særlig gode til denne opgave. Men under forholdene i begyndelsen af det 19. århundrede, hvor selv den mest banale termograf syntes at være en højteknologisk enhed - og under havforhold, da termografen på en eller anden måde skulle beskyttes mod rullende skibe, viste stormglassens funktioner sig at være efterspurgte.
Nu lidt om fremstilling af stormglass:
Kaliumnitrat og ammoniak er henholdsvis kaliumnitrat og ammoniumchlorid og kan købes i en isenkramforretning. En camphor-løsning på 10% sælges på apoteket.
Kamferkoncentrationen er ikke for grundlæggende - jeg læste om stormglass lavet direkte fra et apotek 10% løsning. Men hvis du (som mig) ikke ønsker at afvige for langt fra opskriften, skal du tilføje vand til apotekets camphor-løsning - camphor vil straks udfældes i form af store tætte flager, der er lette at filtrere (for eksempel med en ikke-vævet klud), tør (bemærk at kamfer fordamper under tørring, og du skal tage det med en margin) og opløses i alkohol igen til den ønskede koncentration.
Hvis du fik saltene fra hardware-butikken, er de sandsynligvis beskidte og bør omkrystalliseres. Dette er også enkelt: tag kogende vand (fortrinsvis destilleret vand fra en autodele butik), hæld så meget salt i det, så det holder op med at opløse, forsvare opløsningen (eller rettere filtrere det gennem den samme ikke-vævede klud), afkøle den til stuetemperatur, opsaml bundsediment af salte og tør det også.
Nu blander du komponenterne i den rigtige andel, og du får en betinget fungerende stormglasse.
Endnu en stormglass med smukke krystaller. Hvis din står i rummet og ikke hænger uden for vinduet, kan der vokse noget lignende i det.
"Betinget" - fordi det også skal kalibreres for dit vejr. Det er en smule kedeligt, men også let: tag den resulterende blanding, opvarm den langsomt til den temperatur, du vil gøre for at opnå den maksimale arbejdstemperatur - for eksempel til den temperatur, som termometret, der hænger uden for dit vindue, viser en moderat varm sommerdag. Sørg nu for, at der er meget lidt kamfer tilbage i bunden af beholderen med blandingen: hvis al kamferen er opløst, tilsættes vand dråbevis til opløsningen under konstant omrøring - indtil et lille sediment vises i bunden; Husk, at bundfaldet falder ud med hver dråbe, men indtil et bestemt øjeblik vil det opløses under omrøring. Hvis der er for meget sediment, skal du tværtimod tilsætte alkohol.
Sandsynligvis kan du også kalibrere løsningen med hensyn til densitet, men en lille afvigelse af densiteten fra den krævede har lille indflydelse på stormglassens drift, så det gjorde jeg uden dette trin.
Alle! Løsningen er klar! Hæld den i en flaske med en jordstop (lad lidt luft være i flasken, så opløsningen kan ekspandere, når den opvarmes), tæt den med et fugemasse (jeg anbefaler at tage en silikoneopløsning - opløsningen er ret aktiv, og for eksempel vakuumfedt, for eksempel, opløst på min plads i et år, blev også gul, i resultat), hænge det uden for vinduet ved siden af termometeret - og se de voksende og opløste krystaller.
Forfatter: APLe