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初中物理解题技巧——怎样解热学问题之热效率基础计算(烧水模型)
热值与热效率
热值概念与燃料放热计算（烧水模型）
前言
燃料放出的热并没有全部被水吸收，被利用的部分占比就是热效率。
本讲掌握 η=Q吸/Q放，完成烧水模型的两步计算，是生活情境计算题的核心。
热值的定义
炉子、热水器等供热设备，有效利用的热量（被水吸收的Q吸）与燃料完全燃烧放出总热量Q放之比，叫热效率。
公式：η = (Q吸 / Q放 )× 100%，结果用百分数；因为有散热、烟气带走热量，η 一定小于 100%
补充区分：这里的热效率特指燃料供热设备的吸热效率，不是机械效率，二者物理意义完全不同。
拓展变形公式
Q吸=η·Q放
Q放=Q吸/η
额外热量去向
燃料放热中，未被水吸收的部分：烟气带走大部分热量、炉身容器吸热、向周围空气散热、燃料不完全燃烧。
提高热效率途径
让燃料充分燃烧（充分供氧）
减少散热损失
增大受热面积
改进炉体结构
关于气体燃料
使用Q放=qV时，热值单位是J/m3，体积单位必须用m3，题目给 L 要先换算：1 L=10-3 m3
注意：描述热值必须带上 “完全燃烧”；热量属于过程量，燃料储存的是化学能，不能说燃料 “含有热量”。
烧水模型解题步骤
第一步算水吸热：Q吸 = c水 m水 (t - t0)，Δt是温度变化量，等于末温减初温
第二步算燃料放热：Q放 = mq（固体、液体燃料）或者Q放=qV（气体燃料）
第三步求效率：η = (Q吸 / Q放 )× 100%
关于大锅小锅烧水的问题
相同水量、初温相同、相同热源、锅材质厚度一致的大锅和小锅：
小锅是加热更快
原理如下：
不加盖：大锅水面大，蒸发散热多，小锅更快；
都加盖：蒸发散热大幅减少，但大锅外壁散热面积更大，依旧是小锅更快
注意：加盖只能减少散热，无法完全杜绝；
前提是水的质量相同；若将锅装满水，大锅盛水更多，加热更慢。
常见误区
误区 1：热效率可以等于 100%。
正解：存在散热和不完全燃烧，η 一定小于 100%。
误区 2：把 Q 放直接当成水吸收的热量。
正解：Q 放是燃料总放热，水只吸收其中一部分，要乘效率。
误区 3：效率与功率混淆。
正解：热效率是热量利用率，和做功快慢无关。
误区 4：计算温度变化时，直接用高温减低温，忽略标准大气压下水沸点限制。
正解：标准大气压下水最高 100℃，水烧开后温度不再上升，Δt 不能无限增大。
误区 5：气体燃料直接用升代入公式，不做单位换算。
正解：q单位为J/m3，体积必须换算成立方米。
口诀
吸比放，是效率，百分百下小于一；
先算水吸 cmΔt，再算燃料 mq 或 qV；
散热烟气是损耗，充分燃烧提效率
学以致用
1、燃烧燃料放热 1.0×10⁶J，水实际吸收 6.0×10⁵J，求热效率。
【解析】
直接用 η = (Q吸 / Q放 )× 100%
【答案】
解：η = (6.0×10⁵ J/ 1.0×10⁶ J)×100% = 60%
答：热效率为60%
2、把 2kg 水从 20℃烧开（100℃），完全燃烧 0.05kg 酒精，q=3.0×10⁷J/kg，c水= 4.2×10³J/(kg・℃)，求热效率。
【解析】
先求Q吸再求Q放最后比效率
【答案】
解：Q 吸= cmΔt=4.2×10³ J/(kg・℃)×2 kg×(100 ℃-20 ℃)=6.72×10⁵J；
Q 放 = mq=0.05 kg×3.0×10⁷ J/kg=1.5×10⁶J；η=(6.72×10⁵ J/1.5×10⁶ J)×100%=44.8%。
答：热效率 44.8%。
3、烧水需 Q 吸 = 8.4×10⁵J，炉子效率 40%，用酒精 q=3.0×10⁷J/kg，求至少烧多少酒精？
【解析】
由η = (Q吸 / Q放 )× 100%，反推 Q放，再求 m。
【答案】
解：Q 放 = Q 吸 /η=8.4×10⁵ J/0.4=2.1×10⁶ J m=Q放 /q=2.1×10⁶ J/(3.0×10⁷ J/kg)=0.07 kg
答：至少烧 0.07kg 酒精。
4、用天然气灶将质量为 5kg、初温 20℃的水加热至 60℃，完全燃烧 0.04m³ 天然气，天然气热值 q=4.0×10⁷J/m³，c水= 4.2×10³J/(kg・℃)，求燃气灶的热效率。
【解析】
先算水吸收热量，再算天然气放热，最后求效率。
【答案】
解：Q吸= cmΔt=4.2×10³ J/(kg・℃)×5 kg×(60 ℃-20 ℃)=8.4×10⁵ J
Q放 = qV=4.0×10⁷ J/m³×0.04 m³ =1.6×10⁶ J η=(Q吸/Q放)×100%=(8.4×10⁵ J)/(1.6×10⁶ J)×100% = 52.5%。
答：燃气灶热效率 52.5%。
5、用材质、厚度相同的大锅和小锅，加热质量相同、初温相同的水，热源一样，下列说法正确的是（ ）
A. 不加盖时大锅更快，因为锅底受热面积更大
B. 都盖上盖子后，大锅和小锅加热速度一样
C. 无论加盖还是不加盖，都是小锅加热更快
D. 如果把两个锅都装满水，小锅加热更慢
【解析】
相同水量、相同热源、锅材质厚度一致：
不加盖：大锅水面面积大，蒸发散热更多，小锅更快；
都加盖：蒸发散热大幅减少，但大锅外壁散热面积更大，依旧小锅更快。
A 错：大锅散热多，更慢；
B 错：大锅外壁散热更大，还是更慢；
D 错：装满水时，大锅里面水更多，大锅更慢。
【答案】
C
下篇预告
燃料供热综合计算
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