天氣瓶真的能預報天氣嗎？

一川

不知你是否和我一樣，作為一個禮物挑選無能者，每到朋友生日，總是被挑選禮物折磨到掉發三百根：到底怎樣才能選到一件精致而且性價比高，既能傳達心意又不失趣味的禮物呢？直到某天，我看到了這樣一個神奇的小玩具——天氣瓶。

它完全符合我對禮物的要求：各式各樣的玻璃瓶外觀，精致;大多數天氣瓶售價不到一百元，性價比高;甚至可以DIY，有心意;瓶中液體能結晶成各種漂亮的形狀，有趣。

天氣瓶的名字源自它的“特異功能”，瓶中液體結晶形態的不同，能反映不同的天氣變化，甚至預測未來的天氣——如此貼心的小可愛，當然是買下它啦！

天氣瓶的誕生史

天氣瓶有個粗獷的曾用名，叫“風暴瓶”。人類進入大航海時代，對海洋的探索欲望不斷上升，然而受制于有限的造船技術，人們出海時總是寄希望于大海本身，祈禱著不要遇上風暴。后來人們開始積極研究能預測天氣的設備，在18世紀末期，初代風暴瓶誕生了，可惜由于歷史資料丟失，我們已經無從得知它的發明者和配方。

到了19世紀，一個名叫羅伯特·菲茨羅伊的船長兼氣象學家帶領達爾文等人進行環球考察，這次航行中，負責預測天氣的正是船長改造后的風暴瓶。據說這個版本的風暴瓶能較為靈敏地感應大氣變化，一旦有了變天的先兆，瓶中的化學溶液就會呈現出不同的形態。

當人們看到瓶中溶液保持清澈，那說明接下來大概率是晴天;如果溶液呈現出片云狀，意味著會是多云天氣;而當云狀液體中夾雜著星星點點的結晶沉淀時，說明有可能遇上風暴，自然就不宜出海了。

天氣瓶如何將天氣“裝進”瓶里

一個小小的玻璃瓶，真的能將變幻莫測的天氣“裝”起來嗎？既然判斷天氣的依據是瓶里的結晶，那么我們就從晶體生長的角度來研究研究。

分析晶體的生長，一般主要考慮溶質自身的特質、溶液體系、溶質濃度、溫度以及溫變速率等參數。那具體到我們的天氣瓶，到底是什么影響了結晶呢？

已知天氣瓶中溶液為蒸餾水、乙醇、樟腦、硝酸鉀與氯化銨，從×射線衍射的結果看，天氣瓶中變化多端的結晶就是樟腦晶體，硝酸鉀與氯化銨在這個溶液體系中不發生結晶，但它們的存在為樟腦晶體提供了晶核。降維一下說就是：一群小樟腦分子圍繞著硝酸鉀和氯化銨生長，它們隨著溶液溫度的變化，長成了不同的形狀。看到這里，相信你已經知道了答案，沒錯，影響天氣瓶晶體形狀的，是環境溫度和溫度變化的速率。

所以這個溶液體系其實相當于——一個外表精致的溫度計。不信你也可以試試，當溫度從30℃開始下降時，瓶內就可能出現結晶，因為樟腦會在20℃-30℃這個區間內發生結晶。如果降溫得突然，降溫速率很快，你很可能看到有更多更長分支的結晶體，像雪花一樣;而降溫很慢時，你看到的則更可能是針狀晶體，長有一些簇狀分支，有些像雞毛撣子。這是因為，降溫的速率能很大程度地影響結晶的形狀。

所以現在是不是清楚多了呢？天氣瓶中的晶體變化確實多樣，但它反應的其實只是溫度的變化，若要預報天氣，還得能體現氣壓、濕度等關鍵指標才行。可見，這個小小的玻璃瓶，實在是難以容得下天氣這尊“大佛”呀！

來DIY一個顏值至上的天氣瓶吧

雖然天氣瓶在預報天氣上實力不夠，但是考慮到天氣本身的多變和多年來天氣預報的無奈，我們當然是選擇原諒它啦！而且，作為一個精美的備選小禮品，自制天氣瓶其實也很簡單哦，是不是有點心動了呢？那就一起來試試吧！

我們需要準備的材料：2.5g硝酸鉀、2.5g氯化銨、33ml蒸餾水、40ml乙醇、109天然樟腦（樟腦純度越高，結晶越漂亮）、一個漂亮的玻璃瓶、兩個燒杯（編號分別為1和2）。

注意了，由于硝酸鉀和氯化銨都有一定化學腐蝕性，自制時，一定要全程戴上手套和護目鏡，未成年的小伙伴最好在家長的指導下參與制作，安全第一。

接下來，選擇一個風和日麗的晴天，開始制作吧！為什么要晴天？因為自制天氣瓶有一定失敗率，在晴天制作成功率會更高。

首先，把玻璃瓶、燒杯清洗并擦拭干凈，注意，不要留下紙巾或抹布的絨毛，因為雜質會影響結晶的過程和美觀程度;

接著，在燒杯1中將硝酸鉀和氯化銨溶解于蒸餾水，得到溶液A;

然后，在燒杯2中將樟腦溶解于酒精，得到溶液B;

最后，將溶液A與B均勻混合在一起，最好是把溶液B倒入溶液A中，這時，杯中將出現大量白色晶體，使用水浴法加熱（將裝有溶液的杯子放入裝有水的容器，加熱盛水的容器），使混合溶液中的晶體消失。再把清澈無晶體的混合溶液封存在漂亮的玻璃瓶中，制作便完成了。

等待一到兩周后，就可以看到天氣瓶隨著溫度變化析出不同形狀的晶體啦。