把天气“装”在瓶子里

伴随着天气冷暖的变化，玻璃瓶中的透明液体会长出各种漂亮的结晶，温柔地向你呈现当前的天气状况。这就是天气瓶的魔力！究竟是晴空万里抑或是阴雨绵绵？就让瓶中美丽的结晶告诉你答案吧！

天气瓶，又称风暴瓶，便是我们今天的主角。虽然发明者已无从考证，但在儒勒·凡尔纳的小说《海底两万里》中，就有关于风暴瓶的记载，“暴风镜，一当镜中的混合物分解时，便预告暴风雨就将来到……”

将水、酒精、硝酸钾、氯化铵和樟脑的混合溶液装在一个密闭的容器中，通过不同形态的结晶与沉淀来预测天气的变化，这就是天气瓶。如果瓶中清澈，那就会是晴天；如果结晶呈现云状，那就代表多云；倘若云状结晶还拖着星状分布的沉淀，那不用说，这时风暴要来了……

材料与工具：硝酸钾，氯化铵，乙醇，天然樟脑，蒸馏水，石蜡，漂亮透明的玻璃容器（建议100mL以上、透明质地的容器，方便观察），量筒，天平（精度0.1g以上），一次性塑料杯、小碗，玻璃棒，药勺，水浴用电磁炉和小锅（乙醇是极易燃的物质，注意不能接触煤气灶等明火），软木塞，石蜡。

天气瓶经典配方：2.5g硝酸钾，2.5g氯化铵，33mL蒸馏水，40mL乙醇，10g樟脑。

准备好所有材料，我们便可以动手了。

注：天气瓶制作整个过程中需佩戴实验手套和护目镜，保证实验安全。

1. 用自来水清洗所有需要使用的容器，清洗完后再用蒸馏水冲洗一遍，晾干待用。

注：蒸馏水不易获取时，可到超市中购买屈臣氏蒸馏水。蒸馏水清洗是为了去除影响最终结晶的杂质离子，减少凝结核的数量，这样方便结出大而漂亮的晶体。

2. 依据所用容器的容量大小，按照经典配方（总容量约为80mL），算出各种原料所需用量，这里我们以400mL总容量为例。

注：配置的溶液不要灌满整个容器，否则可能会出现无法封口的情况。

3. 用天平称取12.5g硝酸钾和12.5g氯化铵，一同转移至一次性塑料杯中，加入165mL蒸馏水，充分搅拌至溶解。

注：硝酸钾溶解是一个吸热过程，搅拌过程中的水温会明显下降，杯壁常有冷雾出现。如果搅拌不能使其完全溶解，可以将其放入温度控制在50～70℃的水浴锅中，加快溶解，注意整个制作过程中均不能使用明火加热。

4. 用天平称取50g的天然樟脑，用量筒量取200mL乙醇做溶剂，将樟脑完全溶解。

注：如果搅拌不能使其完全溶解，可以将其放入温度控制在50～70℃的水浴锅中，加快溶解。

5. 将3、4步得到的两种溶液混合，两者混合的瞬间会结出许多结晶，可通过搅拌使其充分溶解。如果出现少量晶体或者液体分层，可在50～70℃水浴加热的同时搅拌，直至结晶消失，溶液清澈。

6. 将搅拌至澄清的溶液转入漂亮透明的玻璃瓶中。

7. 用软木塞塞住瓶口，并用刷子蘸取融化的石蜡将玻璃瓶封口，这样漂亮的天气瓶就大功告成了！

8. 刚制作完成的天气瓶还是热乎乎的，将其置于干燥阴凉处静置过夜。随着温度慢慢下降，瓶中会逐渐产生羽毛状的结晶，温度降低的速度越慢，结晶就越大。一开始晶体会悬浮在溶液中，过几天会沉下去，再放置稳定一个礼拜，天气瓶就可以用来“预报”天气啦！

在不同的环境条件下，天气瓶中会出现形态各异的结晶，这个过程会给我们带来一种梦幻的美感。尽管天气瓶对天气预报的准确度还有一些争议，但观察瓶中犹如被赋予生命的“晶体小精灵”，这也不失为一种别样的乐趣吧！

Tips

变化莫测的天气瓶，它背后的科学奥秘究竟是什么呢？

气象学家通常根据温度、湿度、气压、风力等气象指标预测天气，但由于天气瓶是密封的，因此湿度、气压和风力的影响几乎可以忽略不计，唯有温度才是最大的影响因素，可以通过瓶壁传递给液体。

温度降低会降低樟脑的溶解度，溶液会在氯化铵与硝酸钾等溶质提供的晶核表面结出晶体。一般来说，当温度变化缓慢时，樟脑有足够的时间扩散到整个晶核表面，因此能结出美丽的羽毛状结晶；如果温度变化剧烈，溶液会在众多晶核上都结出晶体，形成更多更短的分支，“长”出雪花状的晶体。