近來 #天氣瓶 #stormglass 大熱,我也DIY了一個。觀察了一個月,發現其實除了溫度外,不太理解還有甚麼因素影響結晶的形狀變化。剛好今天就看到了明報一篇介紹,大家也來了解一下這個「魔幻水晶球」的種種冷知識吧!
p.s. 相片中是我的diy 天氣瓶今日的模樣,結晶很巨型,卻是偏側一邊的(近窗的那邊)。
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瓶中美景 難預測陰晴
解構大熱天氣瓶 文章日期:2015年4月10日
【明報專訊】近日天氣乍暖還寒,母親嚷着膝頭風濕痛發作,斷定將會「翻風落雨」,笑稱準過天文台。
長輩會依據膝頭來預測天氣,近日則有一種叫「天氣瓶」的玩意,宣稱能預測天氣,瓶內的化學溶液能感應天氣變化而出現不同的結晶效果,一時像羽毛或葉片,一時如雪花般慢慢落下,有人讚歎「美得令人窒息」。天氣瓶早前在日、台掀起自製熱潮,近期更吹到香港。它當真有預測天氣的神奇功能嗎?
˙今期專家
˙麥嘉慧博士 - 香港浸會大學理學院 一級講師(化學系)
農夫、漁民或從事海上工作的人,最重視氣候變化。昔日科技不先進,他們只能用最原始和簡單的方法觀測天象。
據悉,十九世紀航海用的天氣預報器,稱作風暴瓶(storm glass)的天氣瓶,由數種化學物質如硝酸鉀、氯化銨、樟腦粉,混合水及乙醇(酒精)製成,溶液會依據溫度和氣壓變化,出現一系列反應,變出形態各異的結晶體。當時的人相信,天氣瓶能預測晴天、多雲、大霧、下雪等多種天氣狀况。
最早期的天氣瓶之成分已無從稽考,現今流傳的配方,是由英國海軍中將兼氣象學家Robert FitzRoy(1805至1865年)發明,他曾率領英國皇家海軍小獵犬號,載着著名生物學家達爾文(Charles Darwin)環球考察,那次便使用了風暴瓶。
◆天氣瓶原理是什麼?
麥嘉慧解畫﹕「每一種化學成分,也有獨特的結晶圖案及固定的溶點。天氣瓶內的物質主要是硝酸鉀、氯化銨及樟腦,它們溶於水和乙醇時,有不同的溶解度和結晶圖案,致使產生形態各異的晶體。至於為何會結晶?當水和化合物的比例已呈飽和狀態,水未能溶解更多化合物,晶體便會積聚於溶液中,而溫度會決定化合物的溶解程度,道理如煲湯加鹽,熱力可將鹽溶解,相反在凍檸茶加糖卻難以溶解。理論上,化合物愈多,水和乙醇未能溶解的化合物比例愈多,更易結晶。」
◆天氣瓶能準確預測天氣?
麥嘉慧解畫﹕「不能。瓶裏的化學溶液沒有顏色,當低至某個溫度便會凝結,呈現如漂亮雪花的晶體。除了溫度,氣壓也會影響結晶圖案,化學溶液儲存在密封玻璃瓶中,隨着外間溫度上升,化學溶液及空氣會膨脹,令瓶內壓力增加,影響化學物的溶解度,從而改變結晶狀態。天氣瓶只可說能反映溫度和氣壓改變,並非能預測天氣。」
◆天氣轉變,影響結晶體形狀?
有說,天氣瓶中的液體清澈,代表天晴;如為雲狀,天氣多雲並可能降雨;雲狀並有星狀小結晶,表示會有雷雨;瓶子底部有結晶體,為寒冷天氣;瓶子頂部有絲狀結晶體,將有颳風。
麥嘉慧解畫﹕「在同一種天氣狀態下,結晶也不一定每次一樣。雖然每種化學成分有慣常的結晶圖案,但很多細節因素會影響結晶過程,例如溶液濃度、溫度變化速率,甚至有一粒灰塵,也會影響結晶過程。至於有人稱能從晶體中辨別是下雪或冷天,估計是在一段時間內,溫度變化速度有別所致,例如一日下降3℃和一日降7℃,也會影響化合物的結晶化過程。」
文﹕李佩雯
圖﹕陳淑安、李佩雯
編輯/屈曉彤
美術/Money
來源:http://ol.mingpao.com/cfm/style5.cfm…
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