高中物理熱學(xué)計(jì)算題解題技巧

徐建榮

物理教學(xué)過(guò)程中，熱學(xué)的教學(xué)難度較高.單獨(dú)掌握理論知識(shí)雖可為解題奠定基礎(chǔ)，但卻難以提升解題效率.近年來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)及教學(xué)方法要求的不斷提高，“題海戰(zhàn)術(shù)”已不再適用.為提高熱學(xué)計(jì)算題的解題效率，本文對(duì)熱學(xué)計(jì)算題解題的難點(diǎn)進(jìn)行分析，并歸納相應(yīng)的解題技巧尤為重要.

一、熱學(xué)計(jì)算題解題難點(diǎn)

物理教學(xué)中，熱學(xué)計(jì)算題的解題難點(diǎn)主要體現(xiàn)在“未掌握基本公式”“未認(rèn)識(shí)問(wèn)題的本質(zhì)”等方面.具體來(lái)說(shuō)，一方面，熱學(xué)計(jì)算題解題過(guò)程中涉及的基本公式較多，熱力學(xué)第一定律（△U=W+Q）的應(yīng)用極其廣泛.如學(xué)生未掌握基本公式，在解題過(guò)程中必然遭遇阻礙，導(dǎo)致解題難度增加.另一方面，熱學(xué)知識(shí)存在較多抽象概念，且涉及大量的變量.計(jì)算題解題過(guò)程中，如無(wú)法正確區(qū)分這些易混淆的概念，掌握各概念相關(guān)的公式，極容易導(dǎo)致思路混亂，增加解題難度.實(shí)際上，物理熱學(xué)計(jì)算題雖較為復(fù)雜，但多數(shù)題目均屬于同一類(lèi)型.學(xué)生解題時(shí)，如過(guò)于注重分析題目所描述的已知內(nèi)容，卻未了解計(jì)算題所屬的類(lèi)型，極容易導(dǎo)致解題難度上升.由此可見(jiàn)，掌握問(wèn)題的本質(zhì)，是提高解題效率的主要因素.

二、熱學(xué)計(jì)算題解題技巧的應(yīng)用

1.掌握基本公式

掌握熱學(xué)計(jì)算題的基本公式，是提高計(jì)算題解題效率的主要途徑.為提高熱學(xué)計(jì)算題的解題效率，提高學(xué)生的物理知識(shí)掌握水平，教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)不同的公式進(jìn)行推導(dǎo)，使其了解公式的來(lái)源，提高學(xué)生對(duì)公式掌握的深入性，提高其應(yīng)用公式的有效性.以下面例題為例：一定質(zhì)量理想氣體自狀態(tài)A變化到狀態(tài)B及狀態(tài)C（圖1），該氣體處于狀態(tài)A時(shí)，溫度為27℃，求該氣體處于狀態(tài)C時(shí)的溫度，以及該氣體自狀態(tài)A至狀態(tài)C傳遞的熱量.

解題的過(guò)程中，應(yīng)首先采用以下公式描述氣體的狀態(tài)：PA·VA/TA=PC·VC/TC.上述公式中，TA=273+27=300K.因氣體處于A與C狀態(tài)時(shí)溫度相等，可將熱學(xué)第一定律（△U=W+Q）公式應(yīng)用到計(jì)算過(guò)程中，得到Q=-W.此時(shí)計(jì)算做功情況，則有W=-PB·△V，代入相應(yīng)數(shù)據(jù)，則有W=-2000J.因此，該氣體自狀態(tài)A至狀態(tài)C時(shí)為吸熱過(guò)程，傳遞的熱量為2000J.

2.分析問(wèn)題本質(zhì)

對(duì)計(jì)算題的本質(zhì)進(jìn)行剖析，能夠有效降低解題難度，提高物理熱學(xué)計(jì)算題的解題效率.為達(dá)到這一目的，教師應(yīng)在教學(xué)中帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)同一類(lèi)型題的不同已知知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi)解析，使學(xué)生掌握各類(lèi)信息的應(yīng)用方向，從中提取有效信息用于解題，降低解題難度.

如圖2所示，U形管粗細(xì)均勻，垂直放置，包括A與B兩側(cè).A側(cè)上部封閉，空氣柱長(zhǎng)度為I=10cm.B側(cè)敞開(kāi)，水銀面較A側(cè)高3cm.K處于U形管下端，呈關(guān)閉狀態(tài).如將K打開(kāi)，放出U形管水銀，當(dāng)兩側(cè)高度差為h1=10cm時(shí)關(guān)閉K.已知大氣壓強(qiáng)P0=75cm汞柱，求放出水銀后A的空氣柱長(zhǎng)度.

當(dāng)A側(cè)空氣柱長(zhǎng)度為10cm時(shí)，壓強(qiáng)為P.當(dāng)AB兩側(cè)高度差為10cm時(shí)，空氣柱壓強(qiáng)為P1.根據(jù)玻意耳定律以及力學(xué)平衡條件可知，當(dāng)打開(kāi)K時(shí)，B側(cè)壓強(qiáng)不變，A側(cè)壓強(qiáng)及水銀面高度均減小.當(dāng)B側(cè)水銀低于A側(cè)時(shí)，根據(jù)力學(xué)平衡條件可得到放出水銀后A的空氣柱長(zhǎng)度為12cm.

教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)向?qū)W生強(qiáng)調(diào)掌握問(wèn)題的本質(zhì)的重要性，并帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)習(xí)題進(jìn)行解析，使學(xué)生掌握相應(yīng)的計(jì)算題分析技巧，使其熱學(xué)計(jì)算題解題效率得以提升.

綜上所述，應(yīng)用解題技巧解決熱學(xué)計(jì)算題，能夠有效提高解題效率，提高學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣.未來(lái)，建議物理教師在講解熱學(xué)理論知識(shí)的同時(shí)，主動(dòng)幫助學(xué)生歸納計(jì)算題的解題技巧.在此基礎(chǔ)上，主動(dòng)區(qū)分混淆概念，歸納同類(lèi)型計(jì)算題的解題規(guī)律，深入掌握問(wèn)題的本質(zhì)，使學(xué)生物理熱學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)效果得以改善.