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基于物理学史的比热容教学
作者：朱文军来源：《物理教学探讨》2017年第10期
摘要：比热容概念是初中物理难度最大的概念之一，教师在教学中感觉教得困难，学生学得困难。从物理学史的角度去挖掘比热容概念建立的过程并向学生介绍，可以大大降低教学难度。
关键词：物理学史；比热容；比热
中图分类号：G6337文献标识码：A文章编号：10036148（2017）1000682
国内几个版本的教材对于比热容教学的引入，基本上都是采用察到夏天中午沙滩的温度比海水的温度高，提出问题“为什么同样在阳光的照射下，沙滩和海水的温度却不一样呢？”然后，利用相同的热源加热质量相等的不同物质，在相同加热时间的情况下，比较升温的多少，从而引入比热容。在实验的过程中，老师一再强调用了控制变量法和转换法，重点放在了实验的设计上，弱化了概念建立的完整过程。这种教学最后导致学生对比热容的概念只是死记硬背，理解不深刻。那么，比热容的概念到底是在什么情况下产生的呢？
笔者在8年级的教学中曾经向学生介绍了比重的规定：干燥物体完全密实（没有孔隙）的重量和同体积的纯水在4℃时的重量之比。例如，金子的比重是193，水银的比重是1355。它是无量纲量，即比重是无单位的值。
人们在生活中还发现物体的质量与体积成正比，即
m∝V
如果比例系数用ρ表示，上式可以写成mρV。
进行数学变换后可以得到
ρmV
这样，ρ的量纲就是gcm3，从而引入了密度的概念。
当然，牛顿在《自然哲学原理》一书中，定义质量等于物质的密度乘以体积。
自从伽利略自1593年制造第一支温度计以来，100多年间，人们虽然早已普遍地使用了温度计，但却不知道温度计所指示的究竟是温度还是热量。那时，科学家还没能把温度和热量这两个概念区分开来。当时的人们把温度计叫做“量热计”，以为从温度计上所测得的量是“热
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的量”。直到18世纪中叶，英国科学家约瑟夫布莱克从蒸馏酒厂的蒸馏过程中得到启发，他观察到在蒸馏的过程中，虽然不断地对液体加热，但液体中的温度计所指示的标度却始终不变。这个现象，许多人都熟视无睹，但布莱克却觉得奇怪并提出问题，这是怎么回事？如果温度计所指示的是热的量，为什么不断地对液体加热，但温度计的标度却始终不变呢？这个问题激励他进行了许多研究。他把32（即0℃）的一块冰和172（即778℃）的同重量的水混合起来，按照里赫曼公式计算出应该是102。但布莱克实验的结果，测r