中考物理熱量的計算

袁優(yōu)名 楊元俊

一、命題意圖概述

綜觀近幾年各地的物理中考試題，熱量的計算作為初中物理的重點，頻頻被中考命題者用來考查同學們。這一知識點往往是結合生產和生活實際、現代科技以及社會熱點問題創(chuàng)設物理情景的，主要考查對熱量計算公式，熱值計算公式，效率計算公式的理解和應用。特別是在大力提倡節(jié)能減排、綠色環(huán)保的今天，“效率”這個詞出現的頻率越來越大，“效率題”正逐漸成為物理中考的新寵，且多在試卷的最后以壓軸計算題的形式露露臉。值得注意的是，在實際生活中所用的燃氣灶、熱水器、發(fā)動機等效率還很低，這就需要我們依靠科技的力量來降低能耗而提高效率，如：減少熱散失、減少機器部件間的摩擦等。它具有重要的現實意義，不但可以激發(fā)同學們的求知欲，而且對社會可持續(xù)發(fā)展的影響也是舉足輕重的。這也是該類試題引起普遍關注，成為物理中考“新寵”的原因所在吧！

二、題例精選

例1：（2013年 江蘇省蘇州市）太陽能熱水器是把太陽能轉化為內能的設備之一。某品牌太陽能熱水器每小時平均接受 4.2×106 J的太陽能，在5小時的有效照射時間內，將熱水器中質量為100 kg、初溫為20 ℃的水溫度升高到40 ℃。求：（1）熱水器中的水吸收的熱量Q[水的比熱容c=4.2×103 J/（kg·℃）]；（2）熱水器5小時內接收到的太陽能E；（3）熱水器的效率？濁；（4）若改用煤氣來加熱這些水，需要完全燃燒多少千克煤氣？（煤氣的熱值q=4.2×107 J/kg，假設煤氣燃燒放出的熱量全部被水吸收。）

1. 思路探討

本題的特點是以“太陽能熱水器”為背景創(chuàng)設的物理情景，主要考查熱量的計算、熱值、熱機效率等知識點。這類試題的命題特點是結合生產生活、現代科技、社會熱點問題創(chuàng)設物理情景，通過拓展延伸，突出熱量計算這一主線，將能量的轉化，能源的開發(fā)與利用，比熱容、熱值、熱量、效率等有關計算熱量的公式串聯起來，其中滲透了低碳生活、節(jié)能減排的理念。正確理解和應用有關熱量的計算公式，分清能量轉換的形式以及能量轉換的效率是解決此類問題的關鍵。

答案：（1）熱水器中的水吸收的熱量為8.4×106 J；（2）熱水器5小時內接收到的太陽能為2.1×107 J；（3） 熱水器的效率為40%；（4） 完全燃燒煤氣的質量為0.2 kg。

3. 解后反思

這是蘇州市2013年中考物理試卷中的一道壓軸題，占卷面分值的8%。該試題雖屬基礎類熱量計算題，但涉及面較廣，信息量大，能較好地考查同學們綜合應用上述的相關知識分析和解決具體問題的能力。解答熱量計算的一般方法是：首先，確定研究對象。其次，判斷吸熱還是放熱；確定對應公式是Q吸= cm（t-t0）、Q放= cm（t0-t），還是Q = mq。最后，利用公式或公式變形進行計算。如果涉及熱傳遞過程，一定要寫熱平衡方程Q吸=

Q放。在審題過程中區(qū)分溫度“升高”與“升高到”、“降低”與“降低到”之間的差別是解好此類題的前提。同時要注意計算結果的合理性，若給水加熱計算結果得出水的末溫超過了100 ℃，這時水的末溫應為100 ℃，因為在標準大氣壓下純凈水的沸點是100 ℃，達到了100 ℃，水雖然吸收熱量，但仍保持溫度不變，吸收的多余熱量用來使水發(fā)生汽化。因此，我們平時在審題時不但應注意文字（“關鍵詞”）表述的準確物理意義，而且要注意計算結果的合理性，這樣就不會因理解不正確而導致解題失敗。

在初中物理中，“效率”一詞通常鏈接為“熱效率”“轉換效率”“發(fā)動機效率”等，它們的計算都遵循效率等于輸出的有用能量與輸入總能量之比，即效率=輸出的有用能量/輸入的總能量×100%，結果用百分數來表示。

總體來說，該類題目形式多樣，特點鮮明，解題思路靈活多變，能較好地考查同學們的理解能力和利用數學知識解決問題的能力，但百變不離其宗。這就要求同學們在平時學習物理的過程中，必須搶占先機，認真分析近幾年中考試題中有關熱量的計算題，掌握其解題策略和方法。展望即將到來的中考，我們只有做到心中有數，解題有法，以不變應萬變，方能胸有成竹而出奇制勝。