Штормгласс

Кристаллический осадок в штормглассе

Штормгласс (штормглас, нидерл. storm — «буря» и glass — «стекло») — химический метеорологический прибор, состоящий из стеклянной колбы или ампулы, заполненных спиртовым раствором, в котором в определённых пропорциях растворены камфора, нашатырь и калийная селитра. Одно из названий использовавшихся в XIX и начале XX века вместе с названием "штормгласс" – "бароскоп". Словарь Гранат (1902) описывает прибор как: "химический барометр, сосуд с раствором камфоры, селитры и нашатыря в спирту, разбавленном водой; при хорошей погоде раствор этот прозрачен, смотря по погоде муть прибавляется или исчезает". Принцип работы штормгласса не получил полного научного объяснения.

В конце XIX — начале XX века на страницах Энциклопедического словаря Брокгауза и Ефрона давалось следующее описание этому прибору:

«Бароскопами, или погодниками, неправильно называются также некоторые другие приборы, способные будто бы предсказывать погоду. К числу их относится запаянная с двух концов стеклянная трубка, в которой находится спиртовый раствор камфоры; этот раствор иногда мутится, из него охлаждаются кристаллы, которые потом опять растворяются. Так как атмосферное давление не может передаваться сквозь стекло, то эти явления происходят от каких-нибудь других причин»

.

Этим «химическим барометром» активно пользовался во время своих морских путешествий английский гидрограф и метеоролог, вице-адмирал Роберт Фицрой, который тщательно описал поведение штормгласса, это описание используется до сих пор^[кем?]. Поэтому, штормгласс также называют «Барометром Фицроя». В 1831-36 Фицрой возглавлял океанографическую экспедицию на корабле «Бигль», в которой участвовал Чарльз Дарвин. До конца своей жизни Фицрой заведовал метеорологическим департаментом Великобритании и руководил британской метеорологической службой.

Колба герметически запаяна, но, тем не менее, в ней постоянно происходит рождение и исчезновение кристаллов. В зависимости от грядущих изменений погоды, в жидкости образуются кристаллы различной формы. Прибор настолько чувствителен, что может предсказывать резкое изменение погоды за 10 минут до такового. Штормгласс лучше работает находясь у окна, особенно в железобетонных домах, вероятно в этом случае барометр не так сильно экранируется.

К числу нетрадиционных «барометров» можно отнести предсказатель бурь или «пиявочный барометр» английского доктора Джорджа Мэриуэзера.

Рецепт изготовления штормгласса

А. Делениус, в своей книге «30000 новейших открытий, рецептов и общеполезных практических сведений» (Москва, 1885), пишет: «Штормовые склянки, запол­няются следующим составом: 1/2 лота (12,8 г: 2 = 6,4 г) камфоры, 1/8 (или 1,6 г) — селитры, столько же — нашатыря. Каждое из этих веществ распускается отдельно в хлебном вине (в старину так называли водку). По сравнению с дру­гими веществами камфора растворяется медленнее, поэто­му ее нужно подогревать на слабом огне или же опускать в сосуд с теплой водой. Когда все вещества распущены, всю массу следует смешать и слить в продолговатый сосуд из чистого прозрачного стекла, осторожно закупорить и запе­чатать сургучом. После этого склянку нужно прикрепить возле окна на открытом воздухе, где она может оставаться зимой и летом. Погоду же прогнозируют по переменам, про­исходящим в жидкости. Прозрачная жидкость предвещает ясную погоду, мутная — дождь. Мутная жидкость с маленькими звез­дочками — грозу. Маленькие точки — туман, сырость. Боль­шие хлопья: зимой — снег, летом — покрытое облаками небо, тяжелый воздух. Нити в верхней части жидкости — ветер. Крис­таллы на дне — густой воздух, мороз. Маленькие звездочки предсказывают зимой при ясной погоде — снег на другой или третий день. По утверждению автора, чем выше зимой подни­маются кристаллы, тем крепче будет стужа».

Рецепт из английской энциклопедии практических сове­тов, изданной в Лондоне в 1880 году:

2 драхмы (3,885 г X 2 = 7,77 г) камфоры, 1,5 (3,885 X 1,5 = 5,8275 г) — калиевой селитры, 1 (3,885 г) — хлористого аммония, 2,25 жидкой унции (при температуре 16,6° С — 28,349 мл X 2,25 = 63,78525 мл) водного спирта концентрации «пруф» (его можно изготовить из 100 г чистого спирта и 103,1 дистиллированной воды). Эту смесь помещают в стеклянную трубку длиной 12 дюймов (25,4 мм X 12 = 304,8 мм) и диаметром 3/4 дюйма (19,05 мм).

Современный рецепт:

• 10 г камфоры (D-изомера или натуральной)
• 2,5 г калийной селитры
• 2,5 г нашатыря
• 33 мл дистиллированной воды
• 40 мл спирта.

Растворить селитру и нашатырь в воде, растворить камфору в спирте и затем медленно перемешать две субстанции, желательно на водяной бане. Залить в стеклянную колбу от 1.5 до 3 см шириной и 15-20 см высотой. Запечатать колбу лучше всего притёртой стеклянной пробкой, промазав её силиконовым герметиком.

Методика наблюдения

• Жидкость в колбе прозрачна — солнечно
• Жидкость мутная — облачно, возможны осадки
• Маленькие точки в жидкости — влажно, туман
• Мутная жидкость с маленькими звёздочками — гроза
• Маленькие звёздочки в жидкости солнечным зимним днём предвещают снег
• Крупные хлопья — облачность в умеренные сезоны, снегопад зимой
• Иглистые кристаллы — заморозки
• Нити у поверхности — ветрено
• Быстрое появление крупного кристалла в чистой колбе при ясной погоде — гроза

Выпадение осадка в штормглассе полностью зависит от температуры в помещении, где он находится. Научными наблюдениями не установлено зависимости качества кристаллизации от погодных условий. Однако это не делает колбу бесполезной игрушкой. Штормгласс - замечательный объект для обучения детей наблюдательности и привития им научного интереса и критического мышления.

Интересные факты

• В приложении "Для умелых рук" к журналу Юный Техник процесс изготовления "Загадочной Ампулы", а также подробная методика наблюдения и примерная таблица наблюдений представлены в январском выпуске за 1989 год.

Ссылки

• Штормгласс. Изготовление на himiklab.org.ua
• Тема, посвящённая изготовлению штормгласса, экспериментам с составом смеси, на сайте xumuk.ru
• Штормглас в домашних условиях из аптечного камфорного спирта
• Штормглас — легенда или реальность?
• В. Жвирблис. Что такое штормглас. Журнал «Химия и жизнь», 1979, № 6, 73 — 76.
• Погода в маленьком флаконе
• Изменение показаний штормгласса и их связь с космической погодой. Предварительное исследование
• Возникновение кристаллов в штормглассе при смене погоды (видео)