Artigos sobre a fabricação e uso de estações meteorológicas domésticas são publicados regularmente no Giktime. Decidi acompanhar a tendência e também escrever uma história sobre a estação meteorológica que fica do lado de fora da minha janela - sobre a ampulheta.
Resumindo, uma ampulheta é um frasco com uma solução de cânfora usada para monitorar o clima no século XIX. Há muita informação na rede sobre ele - mas as descrições do princípio do trabalho são geralmente reduzidas ao esotérico “não recebeu uma explicação científica completa”. Há vários anos li sobre stormglass, interessei-me, fiz um para mim, experimentei em casa durante vários dias, depois pendurei a garrafa fora da janela e, pelo segundo ano, tenho observado o seu comportamento em condições reais.
A explicação do princípio de funcionamento revelou-se incrivelmente simples, e o aparelho em si era suficientemente sensível para que, olhando para ele, eu pudesse entender como me vestir ao sair de casa.
Stormglass é conhecido em grande parte graças ao Capitão Fitzroy, o mesmo que levou Darwin em uma viagem ao redor do mundo. Resumindo, o vidro de tempestade é uma solução de cânfora em álcool diluído, com adição de sais inorgânicos. A solução é instável e, quando as condições climáticas mudam, cristais de cânfora caem dela, cuja quantidade e forma podem ser usados para avaliar o clima.
Não encontrei explicações claras sobre o princípio de funcionamento da ampulheta na Internet, mas, em geral, estava claro que os principais "fatores operacionais" do clima são temperatura, pressão, umidade, insolação e também, possivelmente, algo como um campo eletromagnético. Sabe-se que em antigas estações meteorológicas, os vidros de chuva eram geralmente frascos lacrados, o que significa que não podiam medir pressão e umidade. Na parte visível do espectro, a solução de vidro de tempestade é transparente e o bulbo de vidro não transmite bem a luz ultravioleta, então uma reação à luz do sol também é improvável. Era mais difícil excluir a influência de campos eletromagnéticos ou fatores desconhecidos da ciência na solução - mas, mesmo assim, me parecia o mais provável que a ampulheta reaja às flutuações de temperatura.
Minha ampulheta mostra que agora está frio e gradualmente esfriando.
Pensei em tudo isso antes mesmo de fabricar minha garrafa. Os primeiros experimentos mostraram que eu estava certo. O fato é que a solubilidade da cânfora em uma mistura de álcool e água depende fortemente da temperatura: basta aquecer levemente a solução, e ela fica transparente, basta resfriá-la - e todo o frasco ficará cheio de flocos brancos de cânfora. Ao mesmo tempo, o princípio pelo qual a composição da solução era selecionada ficou claro: a proporção das quantidades de álcool e água foi tomada de forma que em clima quente a maior parte da cânfora se dissolvesse e em clima frio se precipitasse; então, com uma mudança na temperatura, a quantidade de flocos de cânfora mudará de forma mais perceptível. Os sais minerais são necessários para aumentar a densidade da solução; devido à adição desses sais, a densidade da solução é aproximadamente a mesma,já que a densidade dos cristais de cânfora eliminados - isto é, os cristais que crescem na espessura da solução não irão afundar e serão vistos melhor.
Essas eram palavras comuns. Agora algumas observações:
Vídeo promocional:
- O fato mais óbvio: a quantidade de cânfora cristalina no fundo da garrafa depende da temperatura. Quanto mais frio, mais espessa é a camada. Ao mesmo tempo, ao longo do tempo, a camada depositada torna-se mais densa, portanto, a camada densa na parte inferior mostra a temperatura aproximada das últimas semanas e, a partir da mudança na espessura da camada fresca solta, é fácil estimar o quanto está mais frio hoje do que este nível médio.
- Com um resfriamento lento, cristais em forma de agulha começam a crescer no fundo da garrafa. Ao contrário, com o aquecimento, as agulhas de cristais se dissolvem e a camada inferior parece neve derretida.
Resfriamento lento: solução transparente e agulhas de cânfora. Quanto menores as agulhas e mais compridas, mais lentamente a temperatura desce. Lembra da primeira foto de vidro de tempestade produzida em lote? Lá, as agulhas são muito longas e bonitas - aparentemente, a ampulheta foi resfriada muito lenta e cuidadosamente - talvez até em um termostato.
Com um resfriamento mais rápido, os cristais de cânfora precipitam não apenas no fundo, mas em todo o volume do frasco - eles se parecem com flocos de neve voando na espessura
- Resfriamento moderadamente rápido - nevando.
- E quando esfria muito rapidamente, mesmo os flocos de neve não têm tempo de crescer, toda a solução fica turva de uma vez e se torna semelhante ao Schweppes.
Schweppes. A solução em vidro de tempestade é turva - é assim que fica durante uma forte onda de frio; na parte inferior encontra-se uma camada amarelada de cânfora endurecida; Essa camada é fina, ou seja, agora está quente o suficiente.
Surgiu a pergunta: "Como o tamanho do cristal está relacionado à taxa de mudança de temperatura?"
Claro, para uma previsão do tempo completa, uma observação da dinâmica da temperatura não é suficiente - na verdade, mesmo os meteorologistas modernos, que têm computadores poderosos e uma rede de estações meteorológicas que enredam o planeta inteiro, não são muito bons nessa tarefa. Mas nas condições do início do século 19, quando até mesmo o termógrafo mais banal parecia ser um dispositivo de alta tecnologia - e nas condições do mar, quando o termógrafo tinha de ser protegido de alguma forma contra o movimento do navio - as funções da ampulheta acabaram sendo exigidas.
Agora um pouco sobre a fabricação de vidros de chuva:
Nitrato de potássio e amônia são nitrato de potássio e cloreto de amônio, respectivamente, e podem ser adquiridos em uma loja de ferragens. Uma solução de cânfora a 10% é vendida na farmácia.
A concentração de cânfora não é muito fundamental - li sobre a ampulheta feita diretamente de uma solução de farmácia a 10%. Mas, se você (como eu) não quiser se afastar muito da receita, adicione água à solução de cânfora da farmácia - a cânfora precipitará imediatamente na forma de flocos grandes e densos que são fáceis de filtrar (por exemplo, com um pano não tecido), seque (observe que a cânfora evapora durante a secagem, e você precisa tirar com uma margem) e dissolver no álcool novamente, até a concentração desejada.
Se você comprou os sais em uma loja de ferragens, provavelmente estão sujos e devem ser recristalizados. Também é simples: pegue água fervente (de preferência água destilada de uma loja de peças automotivas), coloque tanto sal nela para que não se dissolva, defenda a solução (ou melhor, filtre-a pelo mesmo pano não tecido), resfrie-a à temperatura ambiente, colete o sedimento de fundo de sais e também seque-o.
Agora você mistura os componentes na proporção certa e obtém uma ampulheta funcionando condicionalmente.
Outra ampulheta com lindos cristais. Se a sua está na sala, e não pendurada do lado de fora da janela, algo semelhante pode crescer nela.
"Condicional" - porque também precisa ser calibrado para o seu clima. É um pouco enfadonho, mas também fácil: pegue a mistura resultante, aqueça lentamente até a temperatura que você deseja fazer a temperatura máxima de trabalho - por exemplo, a temperatura que o termômetro pendurado fora de sua janela mostra em um dia moderadamente quente de verão. Agora certifique-se de que muito pouca cânfora permanece no fundo do recipiente com a mistura: se toda a cânfora se dissolver, adicione água gota a gota à solução com agitação constante - até que apareça um pouco de sedimento no fundo; tenha em mente que o precipitado cairá a cada gota, mas até certo momento se dissolverá com a agitação. Se houver muito sedimento, ao contrário, acrescente álcool.
Provavelmente, você também pode calibrar a solução em termos de densidade, mas um pequeno desvio da densidade do necessário tem pouco efeito sobre a operação do vidro da tempestade, então eu fiquei sem este estágio.
Tudo! A solução está pronta! Despeje em uma garrafa com rolha esmerilada (deixe um pouco de ar na garrafa para que a solução possa expandir quando aquecida), sele com um selante (eu recomendo tomar uma solução de silicone - a solução é bastante ativa, e, por exemplo, a graxa a vácuo, por exemplo, foi dissolvida em meu lugar em um ano, também ficou amarela, em resultado), pendure-o fora da janela ao lado do termômetro - e observe os cristais crescendo e se dissolvendo.
Autor: APLe
