中考物理熱量的計(jì)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(jì)算作為初中物理的重點(diǎn)，頻頻被中考命題者用來考查同學(xué)們。這一知識(shí)點(diǎn)往往是結(jié)合生產(chǎn)和生活實(shí)際、現(xiàn)代科技以及社會(huì)熱點(diǎn)問題創(chuàng)設(shè)物理情景的，主要考查對熱量計(jì)算公式，熱值計(jì)算公式，效率計(jì)算公式的理解和應(yīng)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(gè)詞出現(xiàn)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(jì)算題的形式露露臉。值得注意的是，在實(shí)際生活中所用的燃?xì)庠?、熱水器、發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)器部件間的摩擦等。它具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，不但可以激發(fā)同學(xué)們的求知欲，而且對社會(huì)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(guān)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(zhuǎn)化為內(nèi)能的設(shè)備之一。某品牌太陽能熱水器每小時(shí)平均接受 4.2×106 J的太陽能，在5小時(shí)的有效照射時(shí)間內(nèi)，將熱水器中質(zhì)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(shí)內(nèi)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(shè)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(diǎn)是以“太陽能熱水器”為背景創(chuàng)設(shè)的物理情景，主要考查熱量的計(jì)算、熱值、熱機(jī)效率等知識(shí)點(diǎn)。這類試題的命題特點(diǎn)是結(jié)合生產(chǎn)生活、現(xiàn)代科技、社會(huì)熱點(diǎn)問題創(chuàng)設(shè)物理情景，通過拓展延伸，突出熱量計(jì)算這一主線，將能量的轉(zhuǎn)化，能源的開發(fā)與利用，比熱容、熱值、熱量、效率等有關(guān)計(jì)算熱量的公式串聯(lián)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(yīng)用有關(guān)熱量的計(jì)算公式，分清能量轉(zhuǎn)換的形式以及能量轉(zhuǎn)換的效率是解決此類問題的關(guān)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(shí)內(nèi)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(zhì)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(chǔ)類熱量計(jì)算題，但涉及面較廣，信息量大，能較好地考查同學(xué)們綜合應(yīng)用上述的相關(guān)知識(shí)分析和解決具體問題的能力。解答熱量計(jì)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(yīng)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(jìn)行計(jì)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(shí)要注意計(jì)算結(jié)果的合理性，若給水加熱計(jì)算結(jié)果得出水的末溫超過了100 ℃，這時(shí)水的末溫應(yīng)為100 ℃，因?yàn)樵跇?biāo)準(zhǔn)大氣壓下純凈水的沸點(diǎn)是100 ℃，達(dá)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(shí)在審題時(shí)不但應(yīng)注意文字（“關(guān)鍵詞”）表述的準(zhǔn)確物理意義，而且要注意計(jì)算結(jié)果的合理性，這樣就不會(huì)因理解不正確而導(dǎo)致解題失敗。

在初中物理中，“效率”一詞通常鏈接為“熱效率”“轉(zhuǎn)換效率”“發(fā)動(dòng)機(jī)效率”等，它們的計(jì)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(jié)果用百分?jǐn)?shù)來表示。

總體來說，該類題目形式多樣，特點(diǎn)鮮明，解題思路靈活多變，能較好地考查同學(xué)們的理解能力和利用數(shù)學(xué)知識(shí)解決問題的能力，但百變不離其宗。這就要求同學(xué)們在平時(shí)學(xué)習(xí)物理的過程中，必須搶占先機(jī)，認(rèn)真分析近幾年中考試題中有關(guān)熱量的計(jì)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(shù)，解題有法，以不變應(yīng)萬變，方能胸有成竹而出奇制勝。