中考物理热量的计算

袁优名 杨元俊

一、命题意图概述

综观近几年各地的物理中考试题，热量的计算作为初中物理的重点，频频被中考命题者用来考查同学们。这一知识点往往是结合生产和生活实际、现代科技以及社会热点问题创设物理情景的，主要考查对热量计算公式，热值计算公式，效率计算公式的理解和应用。特别是在大力提倡节能减排、绿色环保的今天，“效率”这个词出现的频率越来越大，“效率题”正逐渐成为物理中考的新宠，且多在试卷的最后以压轴计算题的形式露露脸。值得注意的是，在实际生活中所用的燃气灶、热水器、发动机等效率还很低，这就需要我们依靠科技的力量来降低能耗而提高效率，如：减少热散失、减少机器部件间的摩擦等。它具有重要的现实意义，不但可以激发同学们的求知欲，而且对社会可持续发展的影响也是举足轻重的。这也是该类试题引起普遍关注，成为物理中考“新宠”的原因所在吧！

二、题例精选

例1：（2013年 江苏省苏州市）太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一。某品牌太阳能热水器每小时平均接受 4.2×106 J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100 kg、初温为20 ℃的水温度升高到40 ℃。求：（1）热水器中的水吸收的热量Q[水的比热容c=4.2×103 J/（kg·℃）]；（2）热水器5小时内接收到的太阳能E；（3）热水器的效率？浊；（4）若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤气？（煤气的热值q=4.2×107 J/kg，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收。）

1. 思路探讨

本题的特点是以“太阳能热水器”为背景创设的物理情景，主要考查热量的计算、热值、热机效率等知识点。这类试题的命题特点是结合生产生活、现代科技、社会热点问题创设物理情景，通过拓展延伸，突出热量计算这一主线，将能量的转化，能源的开发与利用，比热容、热值、热量、效率等有关计算热量的公式串联起来，其中渗透了低碳生活、节能减排的理念。正确理解和应用有关热量的计算公式，分清能量转换的形式以及能量转换的效率是解决此类问题的关键。

答案：（1）热水器中的水吸收的热量为8.4×106 J；（2）热水器5小时内接收到的太阳能为2.1×107 J；（3） 热水器的效率为40%；（4） 完全燃烧煤气的质量为0.2 kg。

3. 解后反思

这是苏州市2013年中考物理试卷中的一道压轴题，占卷面分值的8%。该试题虽属基础类热量计算题，但涉及面较广，信息量大，能较好地考查同学们综合应用上述的相关知识分析和解决具体问题的能力。解答热量计算的一般方法是：首先，确定研究对象。其次，判断吸热还是放热；确定对应公式是Q吸= cm（t-t0）、Q放= cm（t0-t），还是Q = mq。最后，利用公式或公式变形进行计算。如果涉及热传递过程，一定要写热平衡方程Q吸=

Q放。在审题过程中区分温度“升高”与“升高到”、“降低”与“降低到”之间的差别是解好此类题的前提。同时要注意计算结果的合理性，若给水加热计算结果得出水的末温超过了100 ℃，这时水的末温应为100 ℃，因为在标准大气压下纯净水的沸点是100 ℃，达到了100 ℃，水虽然吸收热量，但仍保持温度不变，吸收的多余热量用来使水发生汽化。因此，我们平时在审题时不但应注意文字（“关键词”）表述的准确物理意义，而且要注意计算结果的合理性，这样就不会因理解不正确而导致解题失败。

在初中物理中，“效率”一词通常链接为“热效率”“转换效率”“发动机效率”等，它们的计算都遵循效率等于输出的有用能量与输入总能量之比，即效率=输出的有用能量/输入的总能量×100%，结果用百分数来表示。

总体来说，该类题目形式多样，特点鲜明，解题思路灵活多变，能较好地考查同学们的理解能力和利用数学知识解决问题的能力，但百变不离其宗。这就要求同学们在平时学习物理的过程中，必须抢占先机，认真分析近几年中考试题中有关热量的计算题，掌握其解题策略和方法。展望即将到来的中考，我们只有做到心中有数，解题有法，以不变应万变，方能胸有成竹而出奇制胜。