曹廣雪
提起天氣預(yù)報(bào),我們最先想到的就是看看手機(jī)中的天氣軟件。那么,以前人們是如何預(yù)測(cè)天氣的呢?
首次創(chuàng)造了“天氣預(yù)報(bào)”這一氣象專(zhuān)用術(shù)語(yǔ)的科學(xué)家是英國(guó)“皇家海軍號(hào)”的船長(zhǎng)羅伯特·菲茨羅伊。1834~1836年間,他陪同查爾斯·達(dá)爾文一起進(jìn)行海上探險(xiǎn),在航海過(guò)程中發(fā)明了晴雨表。
晴雨表即風(fēng)暴瓶,風(fēng)暴瓶?jī)?nèi)是幾種物質(zhì)的混合溶液,通常包括蒸餾水、乙醇、硝酸鉀、氯化銨和樟腦。下面我們就來(lái)復(fù)原當(dāng)年的風(fēng)暴瓶,讓它來(lái)為我們預(yù)報(bào)天氣。
一、實(shí)驗(yàn)材料
無(wú)水乙醇、硝酸鉀、氯化銨、樟腦丸(最好是天然樟腦而非合成)、蒸餾水、形狀優(yōu)美的透明玻璃瓶(管)、量筒、電子秤、燒杯、玻璃棒、研缽、酒精噴燈、火柴、藥匙。
二、實(shí)驗(yàn)步驟
1.用蒸餾水洗干凈所有的溶解和量取儀器,最好烘干(或晾干)。
2.稱(chēng)取5g樟腦丸,用研缽將其研磨成粉末,倒入燒杯。然后用量筒量取20ml乙醇,也倒入燒杯中,攪拌后使樟腦溶解。把樟腦的乙醇溶液轉(zhuǎn)移到容量瓶中。
3.稱(chēng)取1.25g硝酸鉀和1.25g氯化銨,倒入燒杯中,并量取17ml蒸餾水,也加入燒杯中,溶解。用水浴加熱,并不斷攪拌(持續(xù)10多分鐘)。
4.把硝酸鉀和氯化銨的水溶液轉(zhuǎn)移到容量瓶中,與樟腦的乙醇溶液混合,搖勻。剛開(kāi)始產(chǎn)生了一些渾濁物,搖勻后渾濁物部分消失。
5.實(shí)驗(yàn)中,我采用移液管和試管作為容器,需先將移液管球泡兩端的玻璃管截短,然后用酒精噴燈燒熔密封。
6.小心地把混合溶液倒入移液管中,然后在酒精噴燈上燒熔另一端,使風(fēng)暴瓶整體密封(沒(méi)有酒精噴燈也可以直接用膠塞密封試管來(lái)代替)。
7.看,一個(gè)風(fēng)暴瓶就完成了!
三、預(yù)測(cè)天氣
1.液體很澄清,說(shuō)明天氣將晴。
2.液體混濁,有時(shí)伴有沉淀,天氣也會(huì)像溶液一樣是多云。
3.液體中出現(xiàn)懸浮的沉淀,說(shuō)明暴風(fēng)雨將至。
四、實(shí)驗(yàn)原理
暴風(fēng)瓶的原理尚無(wú)準(zhǔn)確定論。有人認(rèn)為,溫度和氣壓影響了液體的溶解度,導(dǎo)致溶液澄清或渾濁。也有人認(rèn)為,瓶壁和溶液之間的某種作用導(dǎo)致了溶液結(jié)晶。
五、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明
1.風(fēng)暴瓶實(shí)驗(yàn)是在當(dāng)時(shí)條件有限的情況下而進(jìn)行的,其預(yù)測(cè)結(jié)果遠(yuǎn)不如當(dāng)今的衛(wèi)星云圖準(zhǔn)確。
2.注意不要用手直接接觸反應(yīng)中用到的各種化學(xué)藥品,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)立即用肥皂清洗雙手。
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2021年2期