Барометр фицроя своими руками

Мамка Папка

Штормовые склянки — так можно перевести с английского слово «штормгласс». Оказывается, в 1865 году в Санкт-Петербурге вышла книга «Практическая метеорология контр-адмирала Фицроя» в переводе Н. Тресковского. Вот что в нем сказано о штормовых склянках: «Более чем за сто лет назад в Англии уже делались штормовые склянки, изобретатель которых так и остался неизвестным. С 1825 г. на своих кораблях мы имели несколько этих склянок, правда, скорей в виде редкости, чем для действительного употребления. И все потому, что химическая смесь реагировала больше на изменения направления, но не силы ветра. Хотя, быть может, она изменялась от другой причины, а именно — электрического напряжения.

Когда атмосферное течение поворачивает к северу, то эта химическая смесь увеличивается в объеме, подобно листьям тиса или папоротника или подобно изморози на стекле. Когда же ветер стремится с противоположного направления, то линии или вообще очертания кристаллов постепенно смягчаются и уменьшаются, пока совершенно не исчезнут, подобно растаявшему сахару.

Когда встречаются главные течения воздуха, произведя восточные ветры, то кристаллические звезды в склянке становятся более или менее многочисленны, а жидкость мутнеет. А если течения производят западные
ветры, то жидкость становится совершенно чистой и кристаллы ясно обозначаются.

Смешанный вид непрозрачной жидкости с движущимися клочковатыми пятнами или звездами означают юго-восточный ветер, вероятно, сильный, до бури.

Склянку следует время от времени обтирать дочиста, а два или три раза в год жидкость взбалтывать.

Смесь состоит из камфоры, калиевой селитры и нашатыря, частично растворенных в алкоголе с водою и с небольшим количеством воздуха, в герметически закупоренной склянке».

Это описание штормовых склянок, данное адмиралом Фицроем, небезынтересно сравнить с аналогичными сведениями, взятыми из книги А. Делениуса «30 ООО новейших открытий, рецептов и общеполезных практических сведений» (Москва, 1885 г.)

Штормовые склянки, отмечается в книге, в сущности, довольно верно предсказывают перемену погоды. Они заполняются следующим составом: 1/2 лота камфоры, 1/8 лота селитры, 1/8 лота нашатыря. Каждый из этих веществ распускается отдельно в хлебном вине (в старину так называли водку). Только камфора растворяется медленней, поэтому ее нужно в процессе растворения подогревать на легком огне или же опускать в сосуд с теплой водой. Когда все вещества распущены, тогда всю массу нужно смешать и слить в продолговатый сосуд из чистого прозрачного стекла, осторожно закупорить и запечатать сургучом. После этого склянку нужно прикрепить возле окна на открытом воздухе, где она может оставаться зимою и летом. Погоду же угадывают по переменам, которые происходят в жидкости.

Вот как Делениус далее описывает эти перемены:

«Прозрачная жидкость предвещает ясную погоду, мутная — дождь. Мутная жидкость с маленькими звездочками — грозу. Маленькие точки — туман, сырую погоду. Большие хлопья, для зимы — снег, летом — покрытое небо, тяжелый воздух. Нити в верхней части жидкости — ветер. Кристаллы на дне — густой воздух, мороз. Маленькие звездочки — зимой при ясной погоде — снег на другой или третий день. Чем выше зимой поднимаются кристаллы, тем сильнее будет стужа».
Как видим, в главном описания Фицроя и Делениуса совпадают. Им не противоречат и наблюдения Беска-равайного. Однако остается неясной такая деталь: должен ли штормгласс быть непременно на открытом воздухе или же он действует и в закрытом помещении с более постоянной температурой. Ведь единственный фактор, влияющий на растворимость камфоры,— это температура. Однако опыты Бескаравайного с преднамеренным изменением температуры в достаточно широких пределах не вызывали ни появления, ни исчезновения хлопьев или звездочек. Да и вряд ли мореходы прошлых веков, для которых прогноз погоды был порой делом жизни или смерти, стали бы придавать серьезное значение прибору, реагирующему лишь на перепады температуры.

Тогда что же может вызвать перемены в штормглассе? Фицрой пишет об атмосферном электричестве. Но, к сожалению, нигде в литературе не
удалось найти указаний, что такие опыты действительно ставились, хотя недавно ученые установили, что на кристаллизацию некоторых химических веществ влияет интенсивное световое излучение. С другой стороны, многие атмосферные процессы, связанные с изменениями погоды, зависят от солнечной активности и вызываемых ею геомагнитных бурь. Так может, эти возмущения влияют на камфору?

Чтобы точно ответить на этот и другие вопросы, нужно точно знать состав веществ и методику изготовления шторМгласса. Но в приведенных выше выдержках из книг их точного состава нет. Одно можно сказать: камфору, селитру и нашатырь брали в весовом соотношении 4:1:1 и растворяли в водном растворе спирта с концентрацией 40—60%, однако не известно, в каком количестве. Несколько более подробные сведения взяты нами из английской энциклопедии практических советов, изданной в Лондоне в 1880 году. Там говорится, что в состав штормгласса входят 2 драхмы камфоры, 1,5 драхмы калиевой селитры, 1 драхма хлористого аммония и 2,25 жидкой унции водного спирта концентрации «пруф». Эту смесь помещали в стеклянную трубку длиной 12 и диаметром 3/4 дюйма. Заметьте, отношение диаметра к длине примерно такое же, как в приборе Бескаравайного. Однако количество компонентов не то, что у Делениуса. И все же в энциклопедии сведения более подробные, и можно предположить, что именно этот рецепт ближе к истинному. Только надо теперь перевести старинные меры в нынешние. Вот дюйм—это 25,4 мм. Жидкая унция — 28,349 мл при температуре 16,6 СС. Спирт концентрации «пруф» можно приготовить из 100 г чистого спирта и 103,1 г дистиллированной воды. А аптечная драхма — 3,885 г. Делениус советует растворять компоненты по отдельности, а затем их смешивать. Видимо, лучше растворять камфору в спирте, а соли — в воде.

Располагая такими точными цифрами, предлагаем нашим читателям сделать штормгласс и провести наблюдения наподобие тех, что взяты нами из метеорологического журнала, проведенных в сентябре 1891 года. Но свои опыты можно расширить, увязав вместе изменения влажности, направления ветра, температуры, атмосферного давления с солнечной активностью. О своих результатах пишите в редакцию.
Л. АНДРЕЕВ, инженер

Источник

Штормгласс. Кристаллический барометр своими руками

Штормгласс (Storm Glass) — это химический или кристаллический барометр, состоящий из стеклянной колбы или ампулы, заполненных спиртовым раствором, в котором в определённых пропорциях растворены камфара, нашатырь и калийная селитра. Камфара представляет собой эфирное масло экстракта из камфарного дерева. Из курса химии вам хорошо знакомы соли: хлорид аммония (нашатырь) и нитрат калия (калийная селитра). Вы хорошо знаете их химические свойства, но они могут проявлять и необычные свойства в смеси с камфарой и этанолом. Этим химическим барометром активно пользовался во время своих морских путешествий английский гидрограф и метеоролог, вице-адмирал Роберт Фицрой, который очень подробно описал поведение барометра; это описание используется до сих пор.

Барометр работает следующим образом. Колба герметически запаяна, но, тем не менее, в ней постоянно происходит рождение и исчезновение кристаллов. В зависимости от грядущих изменений погоды в жидкости образуются кристаллы различной формы. Штормгласс настолько чувствителен, что может предсказывать резкое изменение погоды за 10 минут до такового.

Методика наблюдения

Жидкость в колбе прозрачна— солнечно

Жидкость мутная— облачно, возможны осадки

Маленькие точки в жидкости— влажно, туман

Мутная жидкость с маленькими звёздочками— гроза

Маленькие звёздочки в жидкости солнечным зимним днём предвещают снег

Крупные хлопья— облачность в умеренные сезоны, снегопад зимой

Иглистые кристаллы— заморозки

Нити у поверхности— ветрено

Быстрое появление крупного кристалла в чистой колбе при ясной погоде — гроза

Рецепт изготовления штормгласса

Эта рецептура наиболее популярна благодаря замечательным журналам «Химия и жизнь» и «ЮТ для умелых рук»:

2 драхмы камфары, 1,5 драхмы нитрата калия, 1 драхма хлорида аммония, 2,25 жидкой унции спирта «пруф». Смесь заливают в трубку длиной 12 дюймов и диаметром 3/4 дюйма.

В пересчёте в метрические единицы измерения, если принять аптечную драхму:

• 7,78 г камфары
• 5,83 г нитрата калия
• 3,89 г хлорида аммония
• 28,35 мл воды
• 37,54 мл 96% этилового спирта ректификата.

Длина штормгласса 30,5 см, диаметр 1,9 см, но можно использовать и другие емкости: колбы, цилиндры и т.д.

Выделение камфары из аптечного 10% спиртового раствора

Камфара очень плохо растворяется в воде (

0,12 г в 100 г воды), следовательно, если прибавить достаточное количество воды к камфарному спирту, то камфара почти полностью выделится в твёрдом виде.

Для этого в большой стакан с плотной крышкой выльем несколько баночек аптечного камфарного спирта и будем тонкой струйкой несколькими порциями прибавлять воду до того момента, когда камфара всплывёт на поверхность, т. е. раствор станет тяжелее камфары, после этого добавим ещё немного воды. Далее нужно дать камфаре уплотниться и отстояться в течение часа, затем её можно отфильтровать или декантировать (слить), и хорошо отжать. В полученной массе ещё очень много воды, и последующая сушка сильно затянется. Поэтому камфару следует перенести в небольшую ёмкость с плотной крышкой и периодически перемешивать массу, сливая выделившуюся воду. Когда вода перестанет выделяться, можно приступать к сушке. Камфара очень летуча и сушить её, а затем хранить можно только в герметичной таре. Сушить нужно над прокалённым хлоридом кальция, прокалённым силикагелем или любым другим осушителем. Для этого маленький стаканчик с влажной камфарой помещаем в больший стакан с насыпанным или налитым на дно осушителем. Периодически (пару раз в сутки) большой стакан нужно открывать для перемешивания и оценки влажности камфары. Делаем некое подобие эксикатора. Сушим до тех пор, пока камфара перестанет быть влажной на ощупь.

Барометр лучше работает, если он находится у окна, особенно в железобетонных домах, вероятно в этом случае барометр не так сильно экранируется. Принцип работы так и не получил полного научного объяснения. Поэтому вы можете поэкспериментировать с рецептурой штормгласса и, возможно, в дальнейшем все-таки найдете научное объяснение необычного поведения компонентов смеси. Желаем вам увлекательного исследования.

1. Новошинский И.И., Новошинская Н.С.. Химия: учебник для 9 класса общеобразовательных учреждений / И.И. Новошинский, Н.С. Новошинская. — М.: ООО «Русское слово — учебник», 2013. — 296 с.: ил. — (ФГОС. Инновационная школа).

2. Журнал «Химия и жизнь», 1979, № 6

3. Журнал «Юный техник — для умелых рук», 1989-01

Источник

Штормгласс: как сделать своими руками домашнюю метеостанцию

Приспособление штормгласс – это домашняя метеостанция, предсказывающая погоду. Прибор довольно прост. Это всего лишь стеклянная колба, заполненная спиртом с добавлением некоторых компонентов. Его можно купить в китайских интернет-магазинах, а можно сделать своими руками.

Тайна штормгласса

Прибор штормгласс еще называют барометром Фицроя по имени английского метеоролога и гидролога, жившего в 19 веке. Этот офицер военного флота ходил в совместные экспедиции с Дарвиным. В своих морских путешествиях он пользовался штормглассом.

С тех пор ученые так и не пришли к единому мнению по поводу принципа работы этого прибора. В научных кругах продолжают вести дискуссии по вопросу, можно ли доверять химическому барометру Фицроя. Дело в том, что ни один из ученых так и не смог убедительно обосновать принцип работы штормгласса. Что на него влияет: изменения температуры, давления, магнитные поля или еще какие силы неизвестные на этот момент науке – остается загадкой.

Но, факт остается фактом: прибор действительно работает.

Как устроен штормгласс

Штормгласс состоит из прозрачной запаянной колбы или пробирки с жидкостью внутри. Жидкость представляет собой химический состав, в который входит разбавленный спирт, камфора и неорганические соли.

Раствор нестабилен. Он изменяет свои свойства в зависимости от погоды. В ясную теплую погоду он остается прозрачным. В преддверии холодов химические элементы в нем кристаллизуются. Кристаллы могут оседать на дне или формироваться в особые структуры, создавая порой очень красивые объемные картинки.

Штормглассы из китайских магазинов

Купить прибор, предсказывающий погоду, можно на Алиэкспресс. Стоит приспособление от 100 до 900 рублей в зависимости от дизайна и размеров. Сможете ли вы определять по его состоянию погоду или он просто станет украшение интерьера – узнаете лишь, купив его. Китайцы делают эти колбочки довольно эстетичными, в чем можно убедиться, посмотрев на фото.

Штормгласс с Алиэкспресс

Делаем штормгласс своими руками

Сделать барометр штормгласс своими руками несложно. Вам понадобится лишь купить несколько компонентов для химической смеси и найти подходящую стеклянную посуду с пробкой.

Рецептов жидкости существует несколько. Их можно найти в интернете, в той же Википедии или в научной литературе.

Вот самый простой из них, опубликованный еще в 1982 году в журнале «Химия и жизнь». Состоит он всего из 4 компонентов. Вам понадобится:

• дистиллированная вода (продается в аптеках или автомагазинах) – 33 мл;
• камфорный спирт (из аптеки) – 40 мл;
• нитрат калия;
• хлористый аммоний.

Два последних компонента нужны в количестве всего 2 граммов каждый. Продаются они в магазинах химреагентов.

Процесс изготовления штормгласса:

1. Всыпьте нитрат калия и хлористый аммоний в колбу.
2. Залейте их дистиллированной водой.
3. Хорошо перемешайте путем встряхивания.
4. Влейте камфорный спирт. Еще раз перемещайте, закройте пробкой.
5. Подождите, пока закончат образовываться в жидкости пузырьки. Это займет с пол часа.
6. Откройте пробку. Промажьте горлышко колбы герметиком и вновь закройте плотно пробкой.

Вот и все, ваш домашний предсказатель погоды готов. Приблизительно через сутки он начнет работать.

Штормгласс в бутылке

Источник