Oras nedidelis butelis

Oras nedidelis butelis

Olegas Mamaevas
"Mokslas ir gyvenimas" №6, 2015

"Koks bus oras?" – Kiekvieną dieną šį klausimą klausia milijardai žmonių Žemėje visuose žemynuose. Atsakymas nėra toks paprastas. Net ir šiandien, XXI amžiuje, nepaisant visų mokslo pasiekimų, gauti patikimą orų prognozę yra labai sudėtinga užduotis. Norėdami jį išspręsti, įjungiami galingiausi superkompiuteriai, paleidžiami į kosmosą dešimtys palydovų ir zondų, o visoje planetoje yra pastatytas antžeminių meteorologinių stočių tinklas. Prieš 100-200 metų prietaisai orų nustatymui buvo daug paprastesni. Tiesa, kai kurių iš jų veikimo principas net negali būti paaiškintas šiuolaikiniu mokslu. Vienas iš tokių prietaisų yra "stormclass". Galite tapti tikru meteorologu, jei savo rankomis atliksite prietaisą ir pradėsite stebėti. Pamoka yra labai įdomi.

Stormglass arba Fitzroy Barometer

Iš anglų kalbos "storm stiklas" reiškia "audros kolbas". Istorija neišsaugojo šio prietaiso išradėjo vardo. Jis buvo vienas iš pirmųjų, kurį apibūdino anglų mokslininkas, hidrografas, Čarlio Darvino, britų meteorologijos departamento, galinės admirolo Robert Fitzroy, įkūrėjas ir vadovas.Pagal jo pavedimą, laivo "Beagle" hidrografinė ekspedicija sukūrė penkerių metų apykaitą. 1862 m. Fitzroy paskelbė "Oras knygą". Jame, be kitų dalykų, jis apibūdino "stormclass", kurį jis panaudojo pasaulio keliones ir kitus jūros reisus. Su šviesia admirolo ranka "storio" stiklas dažnai vadinamas "Fitzroy" barometru.

Stormglass (iš anglų kalbos audra – audra ir stiklas – stiklas) – cheminis meteorologinis prietaisas, kuris yra hermetiškai uždaryta stiklinė kolba arba ampulė. Permatomas indas užpildomas alkoholiu, kuriame tam tikru santykiu ištirpsta kamparo, amoniako ir kalio nitrato koncentracija. Esant skirtingoms oro sąlygoms, skystis indas gali būti drumstas ar skaidrus įvairiais laipsniais, jame patenka krištolo nuosėdos, atsiranda įvairių formų ir dydžių modeliai. Pagal skysčio būklę, remiantis ilgalaikėmis stebėjimais, galima prognozuoti orą.

Po trejų metų knyga buvo išversta į rusų kalbą, ir ji buvo paskelbta pavadinimu "Praktinė meteorologija galinio admiraliaus Fitzroy". Štai ką sako apie "audra": "Daugiau nei prieš šimtą metų Anglijoje išpopuliarėjo audringos kolbos, kurių išradėjas nebuvo žinomas. Nuo 1825 m.mūsų laivuose turėjome keletą iš šių butelių, tačiau tai buvo retenybė, o ne faktinis naudojimas. Ir viskas, nes cheminis mišinys labiau reagavo į pokyčius kryptimi, bet ne vėjo jėga. Nors, galbūt, jis pasikeitė iš kitos priežasties, būtent – elektros įtampos. Kai atmosferos srovė pasisuka į šiaurę, šis cheminis mišinys padidėja, lyginant su kukmedžio ar paparčio lapais, arba panašiai kaip šalčio ant stiklo. Kai vėjas kyla iš priešingos krypties, linijos ar netgi kristalų kontūrai palaipsniui minkštėja ir mažėja, kol jie visiškai išnyksta, pvz., Lydyto cukraus. Kai pagrindiniai oro srautai patenkantys, gaminant rytų vėjas, kolbos kristalų žvaigždės tampa daugiau ar mažiau, o skystis tampa drumstas. O jei srovės generuoja vakarietiškus vėjai, skystis tampa visiškai grynas ir aiškiai nurodomi kristalai. Mišrus nepermatomas skystis su judančiais rausviais dėmeliais ar žvaigždėmis reiškia pietryčių vėją, tikriausiai stiprią, prieš audrą.Kolba turi būti laikas nuo laiko nuvaloma, o skystis turi būti sukratytas du ar tris kartus per metus. Mišinį sudaro kamparas, kalio nitratas ir amoniakas, iš dalies ištirpintas alkoholyje su vandeniu ir nedideliu kiekiu oro hermetiškai uždarytame butelyje. "

Galima daryti prielaidą, kad vienintelis veiksnys, galintis įtakoti kamparo kristalizaciją audros stiklu, yra temperatūra. Tačiau jūrininkai vargu ar patikėjo instrumentu, kuris prognozuoja orą tik vienu veiksniu. Pavyzdžiui, Fitzroy rašė apie atmosferos elektros poveikį, tačiau neatrodo, kad tokie eksperimentai buvo atlikti. Tačiau eksperimentiniu būdu buvo patvirtinta kai kurių intensyvios šviesos spinduliuotės medžiagų kristalizacijos įtaka. Labiausiai tikėtina, kad kamparas taip pat priklauso tokioms medžiagoms. Be to, daug atmosferos procesų yra glaudžiai susiję su saulės aktyvumu ir dėl jo sukeltais geomagnetiniais sutrikimais. Dar nėra žinoma, kuris iš šių veiksnių labiau lemia grimzlės darbo mechanizmą.

"Fitzroy" pastebėto ir apibūdinto skysčio būklės pokyčiai didžiąja dalimi sutampa su A. Deleniuso pastebėjimais, kuriuos jis išdėstė knygoje "30 000 naujausių atradimų, receptų,apskritai naudinga praktinė informacija ir šiuolaikiniai moksliniai tyrimai, iš dalies iš visų žinių, kurias sukūrė šiuolaikinis mokslas ir menas ", paskelbtas 1885 m. (mes juos pateikime žemiau).

XX amžiuje, kai buvo sukurtos kitos, suprantamesnės ir nuspėjamos technologijos, skirtos oro sąlygų tyrinėjimui ir prognozavimui, "storm" stiklas buvo beveik užmirštas ir tik 20-30 metų vėl susidomėjo juo. Eksperimentuotojai ieško skirtingų skysčių formulių, bando padaryti kažką iš savo prietaiso gamybos technologijos, o svarbiausia, jie vis dar bando išsiaiškinti jo veikimo principą.

Reagentų pasirinkimas

Šiandien internetas gali būti rastas su keliolika drabužių skysčio darbo skysčių. Kadangi aš padariau kelis tokius prietaisus, noriu pasidalinti savo patirtimi. Vėlyvojo įrenginio atkūrimas orų nustatymui yra labai paprastas. Jame nėra pavojingų ar nuodingų medžiagų. Tai, be abejo, gali prižiūrėti suaugusieji, netgi pradinės mokyklos mokiniai. Visų pirma jums reikės cheminių reagentų. Aš pasirinkau šį receptą, kuris, vertinant pagal atsiliepimus, laikomas vienu iš efektyviausių:

vanduo – 33,0 ml; kamparas – 10,0 g; etilo alkoholis – 40,0 ml; kalio nitratas – 2,5 g; amonio chloridas – 2,5 g

Išsamiau aptarkime kiekvieną iš reagentų.

Vanduo (N2O). Geriausia naudoti distiliuotą vandenį.Jį galima įsigyti vaistinėje ar auto parduotuvėje (reikia papildyti automobilio akumuliatoriais).

Kamparas (C10H16O). Yra trys kamparo rūšys – du izomerai ir jų mišinys. Natūralus d-izomeras arba japonų kamparas (pagamintas iš dervos ir kamparo medienos) ir pusiau sintetinis l-izomeras (pagamintas iš eglės aliejaus) yra šiek tiek skirtingos fizikinėse savybėse. Sintetinis d- ir l-izomerų mišinys gaunamas perdirbant terpentiną. Jei norite gaminti "stormglass", galite naudoti bet kurį iš trijų rūšių kamparą, nors manoma, kad pageidautinas yra d-izomeras.

Parduodant kristalinį kamparą sunku rasti, tačiau jį lengva gauti patys. Paimkite nedidelį kiekį įprasto medicininio 10% kamparo alkoholio, kuris parduodamas bet kurioje vaistinėje. Sumaišykite jį su distiliuotu vandeniu, ir pamatysite, kad labai mažai tirpsta vandenyje kamparas išsiskiria kaip laisvas baltos nuosėdos (reikia užpilti daugiau vandens nei alkoholis). Tada atskirkite kamparą nuo skysčio. Aš tai padariau taip: aš įdėjau popieriaus servetėlių pakelį į didelę dėkle, uždengė viršuje esančias servetėles švaria, stora skudurėliu ir atsargiai išpilė mišinį ant jo.Skystis nutekėjo, o audinys paliko kamparą. Įpakavau į jį kietą liekaną ir glaudžiai suspaudė ją su kitomis servetėlėmis. Po keletos drėgnų servetėlių su sausu kamporu pakeitimas tapo šiek tiek drėgnas ir trapus. Iš principo tai pakanka. Patarimas: vietoj servetėlių geriau naudoti filtro popierių; ji yra tankesnė ir neplinta vandenyje.

Etilo alkoholis arba etanolis (C2H5HE). Kadangi šio reagento nėra lengva rasti, vienas iš sprendimų yra naudoti tą patį medicininį 10% kamparo alkoholį, kuris pagamintas remiantis etilo alkoholiu. Šis reagentas jau yra kamparo, nors jo nepakanka. Liko pridurti šiek tiek daugiau kamparo. Kiek Tai mes apskaičiuosime. Atkreipkite dėmesį, kad ne visi kamparo alkoholio gamintojai etiketėje nurodo etanolio turinį ir kamparo tipą. Todėl, jei jūsų dispozicijoje yra etilo alkoholio, geriau jį naudoti. Ant mano kamparo spirito, įsigyto artimoje vaistinėje, etiketėje buvo nurodyti abu, todėl tiesiog pridėti trūkstamo kamparo kiekio alkoholiui.

Kalio nitratas (KNO3). Tai yra bendras kalio nitratas.Galite nusipirkti jį chemijos prekių parduotuvėse (taip pat ir internete), ir tai kainuoja ne visi brangu. Kalio nitratas taip pat parduodamas sodo parduotuvėse trąšomis. Bet geriau ne naudoti tokio tipo nitratus, nes juose yra daug nešvarumų ir priemaišų, todėl stormas stiklas gali pablogėti.

Amonio chloridas (NH4Cl). Šis reagentas žinomas kaip amoniakas. Jis taip pat parduodamas chemijos parduotuvėse.

Ką dar reikia? Svarstyklės svertiniems reagentams. Aš nusipirkau nebrangų elektroninį skalę. Norint išmatuoti tinkamą alkoholio ir vandens kiekį, geriausia naudoti stiklinę matavimo pipetę. Beje, daug patogiau dirbti su pipete su švirkštu su guminiu vamzdeliu. Vietoj pipetės atsiras nedidelis insulino švirkštas su gradacijos dalimis mililitre. Tačiau dėl mažo tūrio jie turės keletą kartų matuoti skysčio. Norėdami išvalyti tirpalus nuo užteršimo, jums reikės nedidelio stiklo piltuvo ir filtro popieriaus. Jas galima pakeisti įprastu plastikiniu piltuvu ir medvilniniais diskais (po filtravimo, diskai turi būti šiek tiek išgręžti, kitaip tirpalo praradimas bus labai didelis).Pipetą, piltuvą ir filtro popierių taip pat galima įsigyti cheminių medžiagų parduotuvėje.

Vis dar reikia pakankamo tūrinio buteliuko ar buteliuko, kuriame užpilame gatavą mišinį. Šis indas turi būti švaraus stiklo ir hermetišku dangčiu. Galite naudoti įprastą stiklo vamzdelį. Aš pasirinkau tuščią 50 ml kvepalų buteliuką.

Visi komponentai ir reagentai, skirti surinkti storio stiklą. Galite dirbti

Cheminė laboratorija veikiant

Taigi sudėtingas pasirengimo etapas baigėsi – įsigyjami visi reikalingi komponentai. Dabar reikia apskaičiuoti jų skaičių. Kad nebūčiau įkritęs cheminių skaičiavimų subtilybes, aš naudoju specialų interneto skaičiuoklę, paskelbtą svetainėje. Lentelėje nurodyta, kokį laivo tūrį norėsiu užpildyti – 50 ml – aš turiu apskaičiuoti visas pasirinkto recepto sudedamąsias dalis (jis vadinamas Nr. 3):

vanduo – 14,14 ml; kamparas – 5,97 g; etilo alkoholis (70%) – 32,43 ml; kalio nitratas – 1,49 g; amonio chloridas – 1,49 g

Pagal etiketę farmacijoje nupirktas kamparo alkoholis pagamintas iš 70% etilo alkoholio (koncentracija pateikiama tūrio proc.). Paprastumo dėlei manau, kad 100 ml kamparo alkoholio yra maždaug 100 ml etilo 70% alkoholio.Iš tikrųjų, dėl kamparo buvimo, etilo alkoholis bus šiek tiek mažesnis. Tačiau prietaiso gamybai nėra taip svarbu, nes kamparas yra ištirpinamas alkoholyje be reikšmingo mišinio kiekio padidėjimo. Be etanolio, 100 ml kamparo alkoholio yra 10 g kamparo. Atitinkamai 32,43 ml alkoholio bus 3,24 g kamparo. Taigi mišinyje reikia pridėti dar 2,73 g kamforos. Tačiau atsižvelgiant į tai, kad tiek pipete, tiek skalėse yra tam tikros paklaidos, o pats receptas leidžia mums apvalyti reikiamas sudedamųjų dalių vertes dešimtimis, mums reikės:

vanduo – 14,1 ml, kamparas – 2,7 g, kamparo alkoholis (10%) – 32,4 ml, kalio nitratas – 1,5 g, amonio chloridas – 1,5 g.

Po to, kai visi skaičiavimai atlikti, galite tęsti tiesiai į prietaiso gamybą. Pirmas dalykas, kurį reikia įpilti reikiamo alkoholio kiekio atskirame butelyje ir ištirpinti trūkstamą kamparą. Mišinys turi būti filtruojamas ir supilamas į paruoštą buteliuką. Tada jis turi būti ištirpintas distiliuotame vandenyje, kalio nitrato ir amonio chlorido tirpale, o po filtravimo įpilti į buteliuką. Jei druska ištirps greičiau, geriau šildyti šiek tiek. Buteliuose iš karto susidariusios kamparo baltos spalvos dribsniai. Nesijaudink, taip turėtų būti.

Dabar butelis turi būti hermetiškai uždarytas.Žinoma, geriausias būdas yra priversti kaklą. Bet ne visi gali tai padaryti. Aš užantspaudavau buteliuką plastikine dangteliu iš automatinio plunksnako, tada, norėdamas visiškai užsandarinti, aš nuleidau kelis Superglue lašus ant kamščio ir kaklo. Jis turi neįtikėtiną savybę – prasiskverbti net į mažiausias ertmes ir spragas ir labai greitai polimerizuotis.

Kitas būdas užsandarinti yra naudoti plastikinį kištuką. Reikia įdėti jį į butelį ir apvilkti buteliuko kamštį ir kaklą epoksidiniu klijais. Galima naudoti ir kitas galimas medžiagas, bet ne gumos arba silikono hermetikus: tirpalas iš guminio kamščio tampa geltonas, o sandariklis išleidžia alkoholio garus. Aš turėjau tokią liūdesią patirtį – aš naudoju silikono sandariklį, kad užklijuotų keletą audinių akinių, o po poros metų prietaisų skysčio lygis sumažėjo beveik trečdaliu. Žinoma, prietaisai yra netinkami.

Transformacijos prasideda

Stormglass pradės dirbti ne iš karto, bet po kelių savaičių. Per šį laiką mišinys pasieks pusiausvyrą, kamparas įsikurs į butelio dugną ir palaipsniui, kai oras pasikeis,į prietaisą pradės augti dendritai (medžio formos šakojančios struktūros kompleksiniai kristalo formavimai), pasirodys ir išnyks smulkios snaigės ir kamparo kristalai.

Pasirengusi StormglassStormglas per dieną po gamybosStormglass tris savaites po gamybos

Galiausiai mes galime stebėti ir prognozuoti orų pokyčius. Kaip tai padaryti? Trumpiausias ir lakoniškas variantas yra kiekvieną dieną stebėti skysčio būklę audros akmenyje, išsamiai parašyti, kas buvo matoma orų žurnale, ir palyginti savo pastabas su jau žinomomis knygos "30 000 paskutinių atradimų, receptų, bendros praktinės informacijos ypatybėmis …" A. Delenius:

"Aiškus skystis foreshadows sąžiningas oras, purvinas – lietus.

Druskingas skystis su mažomis žvaigždutėmis yra perkūnija.

Maži taškai – rūkas, drėgnas oras.

Didesni žiemos dribsniai – sniegas, vasarą – dengtas dangus, sunkus oras.

Viršutinėje skysčio dalyje yra vėjas.

Dugno kristalai – storas oras, šaltis.

Mažos žvaigždės – žiemą, aiškiai oru – sniegą kitą ar trečią dieną.

Kuo didesni kristalai žiemą, tuo stipresnis bus šaltis ".

Stormglasses, kuriuos autorius padarė skirtingais laikais

Apibendrinant, Fitzroy knygos patarimai: "Buteliuką reikia karštai išvalyti, o skystis turi būti sukraunamas du ar tris kartus per metus, sukant buteliuką ir šiek tiek purtant". Ir Fitzroy taip pat pažymėjo, kad jei netinkamai pagaminamas cheminis mišinys, prietaisas tampa ne toks jautrus. Labai greitai jūs suprasite, kad įrenginio pasikeitimai gali atsirasti per kelias valandas ir dvi ar tris dienas iki laukiamo oro pasikeitimo. Siekiant palengvinti pastabų patikimumą, pagal tą pačią receptą būtina gaminti ne vieną, bet mažiausiai trijų ar keturių priemonių iš tų pačių reagentų. Dar geriau, atlikite keletą priemonių rinkinių, naudodami skirtingus receptus. Galbūt jūsų atveju optimalus reagentų santykis bus visiškai kitoks. Palyginimui, realus oras gali būti sužinotas iš prognozuojamų radijo, televizijos ir interneto. Ir jūs galite nusipirkti namų oro stotį. Tai yra nebrangus. Tada audringo stiklo gamyba ir stebėjimas taps tikru moksliniu eksperimentu.

Autoriaus nuotrauka


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: