Адмирал Фицрой (1805-1865) в качестве командира HMS Beagle участвовал в Дарвинской экспедиции 1834-1836 годов. В дополнение к своей военно-морской карьере Фицрой работал пионером в области метеорологии. Приборы «Бигля» для экспедиции Дарвина включали несколько хронометров, а также барометры, которые Фицрой использовал для прогнозирования погоды. Экспедиция Дарвина также была первым рейсом по морскому приказу, в котором для наблюдений за ветром использовалась шкала ветра Бофорта.
Погодный барометр из штормового стекла
Одним из типов барометров, которые использовал Фицрой, было штормовое стекло. Наблюдение за жидкостью в штормовом стекле должно было указывать на перемены в погоде. Если бы жидкость в стакане была прозрачной, погода была бы ясной и ясной. Если бы жидкость была мутной, погода была бы пасмурной, возможно, с осадками. Если в жидкости были маленькие точки, можно было ожидать влажной или туманной погоды. Мутное стекло с маленькими звездочками указывало на грозу. Если в солнечные зимние дни жидкость содержала маленькие звездочки, значит шел снег. Если бы жидкость была покрыта крупными хлопьями, она была бы пасмурной в умеренное время года или снежной зимой. Кристаллы внизу указывали на иней. Резьба в верхней части означала, что будет ветрено.
Итальянский математик/физик Евангелиста Торричелли, ученица Галилея, изобрела барометр в 1643 году. Торричелли использовал колонку. воды в трубке длиной 34 фута (10,4 м). Доступные сегодня штормовые очки менее громоздки и их легко установить на стене.
Сделайте свое собственное штормовое стекло
Вот инструкции для Создание штормового стекла, описанное Питом Борроузом в ответ на вопрос, опубликованный на NewScientist.com, приписываемый письму, опубликованному в июньском выпуске журнала School Science Review.
Ингредиенты для штормового стекла:
- 2,5 г нитрата калия
- 2,5 г хлорида аммония
- 33 мл дистиллированной воды
- 40 мл этанола
- 10 г камфоры
Обратите внимание, что искусственная камфора, хотя и очень чистая, все же содержит борнеол в качестве побочного продукта производственного процесса. Синтетическая камфора работает хуже, чем натуральная, возможно, из-за борнеола.
- Растворите нитрат калия и хлорид аммония в вода; добавить этанол; добавить камфору. Рекомендуется растворить нитрат и хлорид аммония в воде, а затем смешать камфору с этанолом.
- Затем медленно смешайте два раствора вместе. Лучше всего добавить раствор нитрата и аммония в раствор этанола. Это также помогает нагреть раствор, чтобы обеспечить полное перемешивание.
- Поместите раствор в закупоренную пробирку. Другой метод – запечатать смесь в небольших стеклянных пробирках, а не использовать пробку. Для этого воспользуйтесь пламенем или другим сильным нагревом, чтобы обжать и расплавить верхнюю часть стеклянного флакона..
Независимо от того, какой метод выбран для изготовления штормового стекла, всегда соблюдайте осторожность при обращении с химическими веществами.
Как работает штормовое стекло
Предпосылка функционирования штормового стекла заключается в том, что температура и давление влияют на растворимость, иногда приводя к получению прозрачной жидкости; в других случаях вызывая образование осадка. Принцип действия штормового стекла этого типа до конца не изучен. В подобных барометрах уровень жидкости, обычно ярко окрашенный, перемещается вверх или вниз по трубке в ответ на атмосферное давление.
Конечно, температура влияет на растворимость, но герметичность стекла не подвергаются изменениям давления, которые могли бы объяснить большую часть наблюдаемого поведения. Некоторые люди предположили, что поверхностные взаимодействия между стеклянной стенкой барометра и жидким содержимым объясняют кристаллы. Объяснения иногда включают эффекты электричества или квантового туннелирования через стекло.