Πώς να φτιάξετε το γυαλί του Fitzroy

Ο ναύαρχος Fitzroy (1805-1865), ως διοικητής του HMS Beagle, συμμετείχε στο Εκστρατεία του Ντάργουιν από το 1834-1836. Εκτός από τη ναυτική καριέρα του, ο Fitzroy έκανε πρωτοπόρες εργασίες στον τομέα του μετεωρολογία. Τα όργανα του Beagle για την εκστρατεία του Ντάργουιν περιλάμβαναν διάφορα χρονόμετρα καθώς και βαρόμετρα, τα οποία ο Fitzroy χρησιμοποίησε για την πρόβλεψη του καιρού. Η αποστολή του Ντάργουιν ήταν επίσης το πρώτο ταξίδι κάτω από τις διαταγές ιστιοπλοΐας ότι η Beaufort κλίμακα ανέμου χρησιμοποιήθηκε για παρατηρήσεις ανέμου.

Ένας τύπος βαρομέτρου που χρησιμοποίησε ο Fitzroy ήταν α θύελλα θύελλας. Παρατηρώντας το υγρό στο γυαλί θύελλας έπρεπε να υποδεικνύει αλλαγές στον καιρό. Αν το υγρό στο γυαλί ήταν καθαρό, ο καιρός θα ήταν φωτεινός και καθαρός. Εάν το υγρό ήταν θολό, ο καιρός θα ήταν και θολό, ίσως με βροχοπτώσεις. Αν υπήρχαν μικρές κουκίδες στο υγρό, θα μπορούσε να αναμένεται υγρός ή ομαλός καιρός. Ένα συννεφιασμένο γυαλί με μικρά αστέρια έδειξε καταιγίδες. Αν το υγρό περιείχε μικρά αστέρια στις ηλιόλουστες χειμωνιάτικες μέρες, τότε ερχόταν χιόνι. Αν υπήρχαν μεγάλες νιφάδες σε όλο το υγρό, θα ήταν νεφοκάλυψη σε εύκρατες εποχές ή χιονισμένο το χειμώνα. Οι κρύσταλλοι στο κάτω μέρος έδειξαν παγετό. Τα νήματα κοντά στην κορυφή σήμαιναν ότι θα ήταν άνεμος.

Ιταλός μαθηματικός / φυσικός Evangelista Torricelli, μαθητής του Γαλιλαίος, εφευρέθηκε το βαρόμετρο το 1643. Το Torricelli χρησιμοποίησε στήλη νερού σε σωλήνα μήκους 34 ft (10,4 m). Τα γυαλιά θύελλας που είναι διαθέσιμα σήμερα είναι λιγότερο δύσχρηστα και εύκολα τοποθετημένα σε έναν τοίχο.

Εδώ είναι οδηγίες για την κατασκευή ενός γυαλιού θύελλας, που περιγράφεται από τον Pete Borrows σε απάντηση σε μια ερώτηση που δημοσιεύτηκε NewScientist.com, η οποία αποδόθηκε σε επιστολή που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό School Science Review του Ιουνίου 1997.

Συστατικά για γυαλί θύελλας:

• 2,5 g νιτρικού καλίου
• 2,5 g χλωριούχου αμμωνίου
• 33 mL αποσταγμένου νερού
• 40 mL αιθανόλης
• 10g καμφορά

Σημειώστε ότι η τεχνητή καμφορά, ενώ είναι πολύ καθαρή, περιέχει βορνεόλη ως υποπροϊόν της διαδικασίας παρασκευής. Η συνθετική καμφορά δεν λειτουργεί τόσο καλά όσο η φυσική καμφορά, ίσως λόγω της βορνεόλης.

1. Διαλύστε το νιτρικό κάλιο και χλωριούχο αμμώνιο στο νερό. Προσθέστε την αιθανόλη. προσθέστε την καμφορά. Συνιστάται η διάλυση του νιτρικού και του χλωριούχου αμμωνίου στο νερό, στη συνέχεια ανακατεύουμε την καμφορά στην αιθανόλη.
2. Στη συνέχεια, ανακατεύουμε αργά τις δύο λύσεις μαζί. Η προσθήκη του διαλύματος νιτρικού και αμμωνίου στο διάλυμα αιθανόλης λειτουργεί καλύτερα. Βοηθά επίσης να ζεσταθεί η λύση για να εξασφαλιστεί η πλήρης ανάμειξη.
3. Τοποθετήστε το διάλυμα σε δοκιμασμένο σωλήνα. Μία άλλη μέθοδος είναι η σφράγιση του μίγματος σε μικρούς γυάλινους σωλήνες και όχι η χρήση φελλού. Για να γίνει αυτό, χρησιμοποιήστε μια φλόγα ή άλλη υψηλή θερμότητα για να πιέσετε και να λιώσετε την κορυφή ενός γυάλινου φιαλιδίου.

Ανεξάρτητα από το ποια μέθοδος επιλέγεται για την κατασκευή ενός γυαλιού θύελλας, πάντα να χρησιμοποιείτε σωστή φροντίδα στον χειρισμό χημικών ουσιών.

Η προϋπόθεση της λειτουργίας του γυάλινου καταιγισμού είναι ότι η θερμοκρασία και η πίεση επηρεάζουν τη διαλυτότητα, μερικές φορές προκαλώντας καθαρό υγρό. άλλες φορές που προκαλούν σχηματισμό ιζημάτων. Η λειτουργία αυτού του τύπου θύελλας θύελλας δεν είναι πλήρως κατανοητή. Σε παρόμοια βαρόμετρα, η στάθμη του υγρού, γενικά έντονα χρωματισμένη, κινείται προς τα επάνω ή προς τα κάτω σε ένα σωλήνα σε απόκριση της ατμοσφαιρικής πίεσης.

Βεβαίως, η θερμοκρασία επηρεάζει τη διαλυτότητα, αλλά τα σφραγισμένα γυαλιά δεν εκτίθενται στις αλλαγές πίεσης που θα αντιπροσωπεύουν μεγάλο μέρος της παρατηρούμενης συμπεριφοράς. Μερικοί άνθρωποι έχουν προτείνει ότι οι επιφανειακές αλληλεπιδράσεις μεταξύ του γυάλινου τοίχου του βαρόμετρου και του υγρού περιεχομένου να αντιπροσωπεύουν τους κρυστάλλους. Οι επεξηγήσεις περιλαμβάνουν μερικές φορές τις επιδράσεις του ηλεκτρισμού ή της κβαντικής σήραγγας στο γυαλί.