“氣浴法”在萘升華凝華實驗中的應用

日常生活中升華凝華現象不如其他物態變化那樣容易被注意到，學生對升華凝華現象感到陌生也就不足為奇了。“萘”的升華凝華是整個初中物理實驗中較難操作的實驗之一，不要說是學生分組，即使是教師演示也不容易成功。

成功完成升華凝華實驗關鍵是溫度的控制。萘的熔點是80.5℃，如何控制實驗過程中加熱溫度不超過萘的熔點，使得萘不經過“熔化”過程直接升華成萘蒸汽就顯得十分重要。以前很多同仁也設計了較好的實驗方案：

1.將盛有萘粉的試管放入盛水的燒杯中，通過“水浴”法給試管中的萘粉加熱。這種方案的優點是能有效地控制萘粉的溫度，使得實驗過程中不會出現液態萘，有效地實現萘晶體的升華。但這種方案的缺點是：實驗裝置較為復雜，由于隔著水觀察，實驗現象也不是很明顯。

2.直接用酒精燈對試管中的萘粉加熱。實驗過程中需要教師憑經驗控制加熱時間并不斷移動加熱部位，使其加熱均勻并控制溫度。這種方案實驗操作要求高，若要分組實驗，難度可想而知。

如何使得本實驗既現象明顯又便于操作？筆者結合教學實踐，對本實驗稍作改進，從實驗效果看，能很好地實現這兩方面的要求。

實驗器材：大號試管一支、鐵架臺帶鐵夾一套、有色硬卡紙一張、酒精燈一個、火柴一盒、干燥棉球一個。

器材組裝：如圖所示，在有色硬卡紙上放些粉狀“萘”粉，把它插入試管中（卡紙適當寬些，利用卡紙的彈性使其凌空置于試管內，使得卡紙不與試管壁直接接觸，卡紙不要插入過深），把試管水平固定在鐵夾上，并用棉球塞住試管口。

實驗過程：用酒精燈對著試管底部加熱，使得試管底部的空氣受熱，受熱的空氣會逐漸向試管口流動，利用熱空氣對萘粉加熱使其升華。

實驗設計的優點：

1.利用熱空氣加熱使得萘粉受熱均勻又不致于溫度過高。

2.實驗裝置簡單，學生能通過試管近距離直接觀察到升華和凝華過程。

3.有色卡紙能有效顯現此實驗過程中是否有液體出現，若出現液體，有色卡紙上會出現液體斑點。

實驗現象分析：

1.實驗過程需要酒精燈加熱，說明升華過程需吸熱；離熱源越遠的地方，凝華成的固態小晶體越多，凝華現象越明顯，說明環境溫度越低，萘蒸汽越容易放熱凝華。

2.實驗過程中有色卡紙上沒有出現液體，說明物質是能夠直接由固態變成氣態的，即固體能升華。

3.試管口棉球上和試管上方出現了萘的小晶體，說明萘能夠直接由氣態變成固態，模擬了“人工造雪”。

（責任編輯 楊 子）