Artikler om produksjon og bruk av hjemmeværende værstasjoner publiseres jevnlig på Giktime. Jeg bestemte meg for å følge med på trenden og også skrive en historie om værstasjonen som henger utenfor vinduet mitt - om stormglassen.
Kort fortalt er en stormglass en kolbe med en kamferløsning som ble brukt til å overvåke været på 1800-tallet. Det er mye informasjon på nettverket om ham - men beskrivelsene av prinsippet om arbeid er vanligvis redusert til det esoteriske "fikk ikke en full vitenskapelig forklaring." For flere år siden leste jeg om stormglass, ble interessert, lagde en for meg selv, eksperimenterte hjemme i flere dager, hang deretter flasken utenfor vinduet og for andre år har jeg observert dens oppførsel under reelle forhold.
Forklaringen på driftsprinsippet viste seg å være utrolig enkel, og selve enheten var følsom nok til at jeg ved å se på det kunne forstå hvordan jeg skulle kle meg når jeg forlater huset.
Stormglass er stort sett kjent takket være kaptein Fitzroy, den samme som tok Darwin med på en tur rundt i verden. I et nøtteskall er stormglass en løsning av kamfer i utvannet alkohol, med tilsetning av uorganiske salter. Løsningen er ustabil, og når værforholdene endrer seg, faller kamferkrystaller ut av den, hvis mengde og form kan brukes til å bedømme været.
Jeg fant ikke klare forklaringer på stormglassens prinsipp på Internett, men generelt var det tydelig at de viktigste "driftsfaktorene" for været var temperatur, trykk, fuktighet, isolasjon, og også, muligens, noe som et elektromagnetisk felt. Det er kjent at i gamle værstasjoner vanligvis var stormglass forseglede kolber, noe som betyr at de ikke kunne måle trykk og fuktighet. I den synlige delen av spekteret er stormglassløsningen gjennomsiktig, og glasspæren overfører ikke ultrafiolett lys godt, så en reaksjon på sollys er også usannsynlig. Det var vanskeligere å utelukke påvirkning fra elektromagnetiske felt eller faktorer som er ukjent for vitenskapen på løsningen - men det syntes likevel for meg det mest sannsynlige at stormglasset reagerer på temperatursvingninger.
Stormglassen min viser at det nå er kult og gradvis blir kaldere.
Jeg tenkte på alt dette allerede før produksjonen av flasken min. De aller første eksperimentene viste at jeg hadde rett. Fakta er at løseligheten av kamfer i en blanding av alkohol og vann sterkt avhenger av temperaturen: det er nok til å varme opp løsningen litt, og den blir gjennomsiktig, det er nok til å avkjøle den - og hele kolben vil bli fylt med hvite flak av kamfer. Samtidig ble prinsippet som sammensetningen av løsningen ble valgt klar: forholdet mellom mengdene alkohol og vann ble tatt slik at i varmt vær ville det meste av kamferen oppløses, og i kaldt vær ville det presipitere; deretter, med en temperaturendring, vil mengden kamferflak endre seg mest synlig. Mineralsalter er nødvendig for å øke tettheten av løsningen; på grunn av tilsetningen av disse saltene, er tettheten av løsningen omtrent den samme,ettersom tettheten av de utelatte kamferkrystaller - det vil si at krystaller som vokser i tykkelsen på løsningen ikke synker, og de vil bli sett best.
Dette var vanlige ord. Nå noen observasjoner:
Salgsfremmende video:
- Det mest åpenbare faktum: mengden av krystallinsk kamfer i bunnen av flasken avhenger av temperaturen. Jo kaldere, jo tykkere lag. Samtidig, over tid, blir det avsatte laget tettere, derfor viser det tette laget nederst den omtrentlige temperaturen de siste ukene, og fra endringen i tykkelsen på det løse ferske laget, er det lett å estimere hvor mye kaldere det er i dag enn dette gjennomsnittlige nivået.
- Med en langsom avkjøling begynner nåleformede krystaller å vokse i bunnen av flasken. Tvert imot, med oppvarming løses krystallene på, og bunnlaget ser ut som løs smeltende snø.
Langsom avkjøling: klar løsning og kamfer nåler. Jo mindre nåler og jo lenger de er, jo saktere sank temperaturen. Husker du det første batchproduserte stormglassfotoet? Der er nålene veldig lange og vakre - tilsynelatende ble stormglassen avkjølt veldig sakte og forsiktig - kanskje til og med i en termostat.
Med en raskere avkjøling utfeller kamferkrystaller ikke bare på bunnen, men gjennom hele volumet av kolben - de ser ut som snøflak som svever i tykkelsen
- Moderat rask avkjøling - snør.
- Og når det blir kaldere veldig raskt, selv snøfnugg ikke har tid til å vokse, blir hele løsningen skyet på en gang og blir lik Schweppes.
Schweppes. Løsningen i stormglass er overskyet - slik ser det ut under en skarp kald snap; nederst ligger et gulaktig lag med kaket kamfer; Dette laget er tynt, det vil si at det nå er varmt nok.
Spørsmålet oppsto: "Hvordan er krystallstørrelsen relatert til temperaturen i temperaturendringen?"
For en fullverdig værvarsling er en observasjon av temperaturdynamikken selvfølgelig ikke nok - faktisk er selv ikke moderne meteorologer, som har kraftige datamaskiner og et nettverk av meteorologiske stasjoner som trøkket hele planeten, veldig gode til denne oppgaven. Men under forholdene på begynnelsen av 1800-tallet, da selv den mest banale termografen så ut til å være et høyteknologisk apparat - og under sjøforhold, når termografen på en eller annen måte måtte beskyttes mot rulling av skip, viste det seg at stormglassens funksjoner var etterspurt.
Nå litt om produksjon av stormglass:
Kaliumnitrat og ammoniakk er henholdsvis kaliumnitrat og ammoniumklorid og kan kjøpes i en jernvarehandel. En 10% kamferløsning selges på apoteket.
Konsentrasjonen av kamfer er ikke for grunnleggende - jeg leste om stormglass laget direkte fra et apotek 10% løsning. Men hvis du (som meg) ikke vil avvike for langt fra oppskriften, legger du vann til apotekets kamferløsning - kamfer vil umiddelbart bunnfalle i form av store tette flak som er lette å filtrere (for eksempel med en ikke-vevd klut), tørr (vær oppmerksom på at kamfer fordamper under tørking, og du må ta det med en margin) og oppløses i alkohol igjen, til ønsket konsentrasjon.
Hvis du fikk saltene fra jernvarebutikken, er de sannsynligvis skitne og bør omkrystalliseres. Dette er også enkelt: ta kokende vann (helst destillert vann fra en bildeler butikk), hell så mye salt i det slik at det slutter å oppløses, forsvare løsningen (eller rettere filtrere den gjennom den samme ikke-vevde kluten), avkjøl den til romtemperatur, samle opp bunnsediment av salter og tørk det også.
Nå blander du komponentene i riktig proporsjon, og du får en betinget fungerende stormglass.
Nok en stormglass med vakre krystaller. Hvis din står i rommet og ikke henger utenfor vinduet, kan det vokse noe lignende i det.
"Betinget" - fordi det også må kalibreres for været. Det er litt kjedelig, men også enkelt: ta den resulterende blandingen, varme den sakte til temperaturen du vil lage maksimal arbeidstemperatur - for eksempel til temperaturen som termometeret som henger utenfor vinduet ditt viser en moderat varm sommerdag. Forsikre deg nå om at det er veldig lite kamfer igjen i bunnen av beholderen med blandingen: hvis all kamferen har løst seg, tilsett vann dråpevis til løsningen under konstant omrøring - til litt sediment vises i bunnen; husk at bunnfallet vil falle ut med hver dråpe, men inntil et bestemt øyeblikk vil det oppløses under omrøring. Hvis det er for mye sediment, tilsett tvert imot alkohol.
Sannsynligvis kan du også kalibrere løsningen med tanke på tetthet, men et lite avvik på tettheten fra den nødvendige har liten effekt på driften av stormglass, så det gjorde jeg uten dette stadiet.
Alle! Løsningen er klar! Hell den i en flaske med en bakken stopper (la litt luft ligge i flasken slik at løsningen kan utvide seg når den blir oppvarmet), forsegle den med et fugemasse (jeg anbefaler å ta en silikonløsning - løsningen er ganske aktiv, og for eksempel vakuumfettet, for eksempel, ble oppløst på min plass i et år, den ble også gul resultat), heng den utenfor vinduet ved siden av termometeret - og se på de voksende og oppløsende krystallene.
Forfatter: APLe
