Como fazer o Storm Glass de Fitzroy

O almirante Fitzroy (1805-1865), como comandante do HMS Beagle, participou da Expedição Darwin 1834-1836. Além de sua carreira naval, Fitzroy fez um trabalho pioneiro no campo da meteorologia. A instrumentação do Beagle para a expedição de Darwin incluía vários cronômetros e barômetros, que Fitzroy usava para previsão do tempo. A expedição de Darwin também foi a primeira viagem sob ordens de vela que o Escala de vento Beaufort foi usado para observações do vento.

Um tipo de barômetro usado por Fitzroy era um vidro de tempestade. Observar o líquido no vidro de tempestade deveria indicar mudanças no clima. Se o líquido no copo estivesse limpo, o tempo estaria claro e claro. Se o líquido estivesse nublado, o tempo também estaria nublado, talvez com precipitação. Se houver pequenos pontos no líquido, pode-se esperar um clima úmido ou nebuloso. Um vidro nublado com pequenas estrelas indicava tempestades. Se o líquido continha pequenas estrelas nos dias ensolarados de inverno, a neve estava chegando. Se houvesse flocos grandes em todo o líquido, seria nublado em estações temperadas ou nevado no inverno. Os cristais no fundo indicavam geada. Tópicos perto do topo significavam que estava ventando.

Matemático / físico italiano Evangelista Torricellium estudante de Galileu, inventou o barômetro em 1643. Torricelli usou uma coluna de água em um tubo de 10,4 m de comprimento. Os óculos de tempestade disponíveis hoje são menos pesados ​​e facilmente montados em uma parede.

Aqui estão as instruções para a construção de um vidro de tempestade, descrito por Pete Borrows em resposta a uma pergunta publicada em NewScientist.com, atribuída a uma carta publicada na School Science Review de junho de 1997.

Ingredientes para Storm Glass:

• 2,5 g de nitrato de potássio
• 2,5 g de cloreto de amônio
• 33 mL de água destilada
• 40 mL de etanol
• 10g de cânfora

Observe que a cânfora feita pelo homem, embora muito pura, contém borneol como subproduto do processo de fabricação. A cânfora sintética não funciona tão bem quanto a cânfora natural, talvez por causa do borneol.

1. Dissolver o nitrato de potássio e cloreto de amônio na água; adicione o etanol; adicione a cânfora. É aconselhável dissolver o nitrato e o cloreto de amônio na água e misturar a cânfora no etanol.
2. Em seguida, misture lentamente as duas soluções juntos. A adição da solução de nitrato e amônio à solução de etanol funciona melhor. Também ajuda a aquecer a solução para garantir uma mistura completa.
3. Coloque a solução no tubo de ensaio arrolhado. Outro método é selar a mistura em pequenos tubos de vidro, em vez de usar uma cortiça. Para fazer isso, use uma chama ou outro fogo alto para prensar e derreter a parte superior de um frasco de vidro.

Independentemente do método selecionado para construir um vidro de tempestade, sempre use cuidados adequados no manuseio de produtos químicos.

A premissa do funcionamento do vidro de tempestade é que temperatura e pressão afetam a solubilidade, às vezes resultando em líquido claro; outras vezes causando formação de precipitantes. O funcionamento deste tipo de vidro de tempestade não é totalmente compreendido. Em similar barômetros, o nível do líquido, geralmente de cores vivas, move-se para cima ou para baixo em um tubo em resposta à pressão atmosférica.

Certamente, a temperatura afeta a solubilidade, mas os vidros fechados não são expostos às mudanças de pressão que explicariam grande parte do comportamento observado. Algumas pessoas propuseram que as interações superficiais entre a parede de vidro do barômetro e o conteúdo líquido são responsáveis ​​pelos cristais. Às vezes, as explicações incluem efeitos da eletricidade ou do tunelamento quântico através do vidro.