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风暴瓶,一个装满溶液的密封玻璃瓶。如今,这可是一种颇受欢迎的天气预报工具呢!根据天气的改变,瓶内会展现出不同形态的结晶,预报天气的变化。风暴瓶因何这么神奇呢?其实,它的奥秘不在“瓶”上,而是其内部的“水”,让我们一起来揭秘吧!
预测原理并不难
风暴瓶里的溶液可不是简简单单的水,而是几种物质的混合溶液,通常包括蒸馏水、乙醇(我们生活中所说的酒精)、硝酸钾(化肥中的主要成分之一)、氯化铵(干电池中的一种成分)和樟脑(家中经常用来驱虫,具有强烈的气味)等原料,这些都是简单的化学物质。
这一独特的配方是由英国地理学家罗伯特,菲茨罗伊陪同生物学家查尔斯·达尔文进行航行时发明的。航海途中,他们屡受恶劣天气的影响,但局限于历史条件,当时没有先进的天气预报技术。这时,菲茨罗伊想出了通过空气的温度与湿度进行天气预判的方法,这开创了后世天气预报的先河,同时也奠定了风暴瓶的诞生。
现代科学已经证实,天气发生剧烈变化时,空气的温度与湿度也会产生相应的变化。例如下雨时,空气温度下降,而湿度会增加很多;天气干燥时,温度高而湿度低;起雾时,空气温度不会有太明显改变,但湿度会大幅度增加。基于这个原理,风暴瓶向我们展示了各种天气的变化情况:
如果液体很澄清,说明天气将會是晴好的;
如果液体是朦胧的,有时伴有沉淀,那么天气也会像溶液一样多云;
如果溶液中有沉淀悬浮,就预示着潮湿的天气或者结霜;
如果悬浮的沉淀和朦胧的液体并存,说明暴风雨将会到来;
如果在暖和的日子里或者下雪的冬天,液体中有大块的沉淀,说明将会阴天;
如果在杯底有晶体析出,说明要结霜了;
如果在顶部有螺旋纹,说明要起风了。
动手做个风暴瓶
实验材料
硝酸钾2.5g,氯化铵2.5g,无水乙醇40ml(浓度达98%以上),蒸馏水33ml,天然樟脑10g(不能选用超市人造樟脑丸,否则会使结晶效果不明显。天然樟脑丸可在药店买到,表面光滑、呈无色或白色的晶体),烧杯。
操作方法
1.将樟脑和无水乙醇混合溶解在烧杯中。完全溶解之后立即封闭,防止乙醇蒸发。
2.将硝酸钾和氯化铵在另一个烧杯中加入蒸馏水溶解。
3.把前两步所得的两种溶液混合起来,会产生白色沉淀。将烧杯在40℃水中加热一段时间,直到沉淀消失。
4.可以根据自己喜好改变瓶内液体的颜色,只要加入点水溶性颜料(能溶解在水中的特殊染色材料)即可。
特别提示
乙醇与樟脑具有强烈的气味,大家一定要在父母的帮助下使用;樟脑与硝酸钾切忌入口,同时戴上手套和口罩操作,尽量避免与肌肤直接接触,防止吸入多余的气体;制作地点尽量远离厨房和卧室,应选在通风环境较好的地方。
实践效果等你检验
在生活中,风暴瓶预测天气的功能如何呢?虽然风暴瓶在原理上可行,但实际使用中会受到各种未知因素的限制,导致其可能产生误差。比如我通常将其放在床头柜上,由于外界环境与家中相差甚大,尤其在温度方面,因此风暴瓶预测外界天气的效果不甚理想。若想让它预测得准确一点,应尽量将其放置在通风处。
预测原理并不难
风暴瓶里的溶液可不是简简单单的水,而是几种物质的混合溶液,通常包括蒸馏水、乙醇(我们生活中所说的酒精)、硝酸钾(化肥中的主要成分之一)、氯化铵(干电池中的一种成分)和樟脑(家中经常用来驱虫,具有强烈的气味)等原料,这些都是简单的化学物质。
这一独特的配方是由英国地理学家罗伯特,菲茨罗伊陪同生物学家查尔斯·达尔文进行航行时发明的。航海途中,他们屡受恶劣天气的影响,但局限于历史条件,当时没有先进的天气预报技术。这时,菲茨罗伊想出了通过空气的温度与湿度进行天气预判的方法,这开创了后世天气预报的先河,同时也奠定了风暴瓶的诞生。
现代科学已经证实,天气发生剧烈变化时,空气的温度与湿度也会产生相应的变化。例如下雨时,空气温度下降,而湿度会增加很多;天气干燥时,温度高而湿度低;起雾时,空气温度不会有太明显改变,但湿度会大幅度增加。基于这个原理,风暴瓶向我们展示了各种天气的变化情况:
如果液体很澄清,说明天气将會是晴好的;
如果液体是朦胧的,有时伴有沉淀,那么天气也会像溶液一样多云;
如果溶液中有沉淀悬浮,就预示着潮湿的天气或者结霜;
如果悬浮的沉淀和朦胧的液体并存,说明暴风雨将会到来;
如果在暖和的日子里或者下雪的冬天,液体中有大块的沉淀,说明将会阴天;
如果在杯底有晶体析出,说明要结霜了;
如果在顶部有螺旋纹,说明要起风了。
动手做个风暴瓶
实验材料
硝酸钾2.5g,氯化铵2.5g,无水乙醇40ml(浓度达98%以上),蒸馏水33ml,天然樟脑10g(不能选用超市人造樟脑丸,否则会使结晶效果不明显。天然樟脑丸可在药店买到,表面光滑、呈无色或白色的晶体),烧杯。
操作方法
1.将樟脑和无水乙醇混合溶解在烧杯中。完全溶解之后立即封闭,防止乙醇蒸发。
2.将硝酸钾和氯化铵在另一个烧杯中加入蒸馏水溶解。
3.把前两步所得的两种溶液混合起来,会产生白色沉淀。将烧杯在40℃水中加热一段时间,直到沉淀消失。
4.可以根据自己喜好改变瓶内液体的颜色,只要加入点水溶性颜料(能溶解在水中的特殊染色材料)即可。
特别提示
乙醇与樟脑具有强烈的气味,大家一定要在父母的帮助下使用;樟脑与硝酸钾切忌入口,同时戴上手套和口罩操作,尽量避免与肌肤直接接触,防止吸入多余的气体;制作地点尽量远离厨房和卧室,应选在通风环境较好的地方。
实践效果等你检验
在生活中,风暴瓶预测天气的功能如何呢?虽然风暴瓶在原理上可行,但实际使用中会受到各种未知因素的限制,导致其可能产生误差。比如我通常将其放在床头柜上,由于外界环境与家中相差甚大,尤其在温度方面,因此风暴瓶预测外界天气的效果不甚理想。若想让它预测得准确一点,应尽量将其放置在通风处。