中一科学｜能量、燃料与用电备课指引（导师用）｜能量守恒、加热计算、功率电费与燃料效率四条算式

2026-11-09

学生把小五常识的“节约能源”带入中一，以为能量可以“用光”。中一真正的门槛是能量守恒加单位换算：能量只会换形式，计错单位就全题错。

本堂目标　学生能够：① 画出由燃料化学能到最后热能的四步转换链，并指出每一步有能量散失；② 用质量乘比热容量乘温差算出 2 公斤水升高 80 度需要 672 000 焦耳，再用 2 000 瓦除出 336 秒；③ 把瓦特换成千瓦，算出 60 瓦灯泡用 5 小时耗 0.3 千瓦时，并用每度电 1.2 元算出 0.36 元电费；④ 用有用能量除输入能量计效率，讲出 1 公斤甲烷放 50 兆焦耳、锅炉效率四成即有 20 兆焦耳入水。

01　先备知识（开课前 3 分钟快检）

以下任何一项未过关，本堂就会卡住，先补该项：

技能	快检题	过关标准
乘除与单位	3 公斤乘以 4 等于几多	12，同时要写单位
温度与温差	水由 20 度升到 100 度，温差几多	80 度，不是 100 度
瓦特与焦耳	1 瓦特等于每秒几多焦耳	每秒 1 焦耳

02　课堂流程（60 分钟）

时间	环节	导师做什么	学生做什么
0–8 分	情境入题	问学生手机义电一晚用了几多能量，先写直觉	写一句直觉，稍后对照
8–20 分	能量转换链	由煤到灯光，逐格画箭咀并标散失	画出四步链并圈出散失位
20–34 分	加热计算	2 公斤水由 20 度加热到 100 度，写出三个数	算出 672 000 焦耳与 336 秒
34–46 分	功率与电费	60 瓦与 8 瓦灯泡同用 5 小时，计千瓦时与电费	算出 0.3 与 0.04 千瓦时、0.36 元
46–54 分	燃料效率	1 公斤甲烷 50 兆焦耳，锅炉四成效率	算出 20 兆焦耳并讲出 30 兆焦耳去哪
54–60 分	离场检查	三题即批，错的标明跌在边一幕	独立完成并自评

03　讲解脚本（照着说就可以）

第一幕：能量守恒：只换形式，不会消失

开场画一条链：燃料的化学能→燃烧的热能→水的内能→蒸气推动涡轮的动能。
教法：每一步箭咀旁边写一个“散失”小箭咀，指向周围空气。学生最常写“能量用完”，你要改成“能量散到周围，不能再做功”。
追问一句：如果能量不会消失，为何仍要节能？答案是高质量的能量变了低质量的热，收集不回来。

要学生复述：能量只会换形式，可用性会下降。

第二幕：加热计算：质量乘比热乘温差

水的比热容量是每公斤每度 4 200 焦耳。2 公斤水升 80 度，就是 2 乘 4 200 乘 80，等于 672 000 焦耳。
电热水壶 2 000 瓦，即每秒供 2 000 焦耳，所以 672 000 除 2 000 等于 336 秒，约 5.6 分钟。
这里必须要学生自己按计数机，并且大声读出单位：焦耳除瓦特等于秒。

要学生复述：热能等于质量乘比热容量乘温差。

第三幕：功率与电费，燃料效率

功率是每秒的能量。60 瓦等于 0.06 千瓦，用 5 小时就是 0.3 千瓦时，也就是俗称的三度电的十分一。每度电 1.2 元，所以是 0.36 元。
换成 8 瓦的灯，5 小时只用 0.04 千瓦时，省 0.26 千瓦时，省了 86.7%。
燃料那边：1 公斤甲烷放 50 兆焦耳，锅炉效率四成，只有 20 兆焦耳入水，其余 30 兆焦耳随烟气与外壳散失。

要学生复述：千瓦时等于千瓦乘小时，效率等于有用能量除输入能量。

04　必教题型与步骤

题型	例子	步骤	答案
加热所需能量	2 公斤水由 20 度加热到 100 度，需几多能量	质量乘比热乘温差，单位焦耳	672 000 焦耳
加热所需时间	上题用 2 000 瓦热水壶，需几多秒	能量除功率，单位秒	336 秒，约 5.6 分钟
用电量与电费	60 瓦灯泡用 5 小时，每度电 1.2 元	瓦特除 1 000 变千瓦，再乘小时，再乘电价	0.3 千瓦时，0.36 元
燃料效率	1 公斤甲烷放 50 兆焦耳，锅炉效率四成	输入乘效率等于有用能量	20 兆焦耳

合理性检查（一定要教）：合理性检查：能量单位一定是焦耳，功率单位一定是瓦特，两者不能直接相加；加热时间一定大过零，算到负数代表温差倒转；千瓦时一定细过瓦特乘小时的数字，因为除了 1 000；效率一定介乎 0 与 1 之间，四成写成 0.4 或 40%，不要写 4；灯泡越省电，瓦数越细，但亮度要看流明而不是瓦数。

05　独立练习三题

题目	答案	想观察什么
3 公斤水由 25 度加热到 75 度，需几多能量；用 1 500 瓦壶需几多秒	3 乘 4 200 乘 50 等于 630 000 焦耳，420 秒	有无用温差而不系最终温度；有无除功率
1 500 瓦暖炉用 4 小时，每度电 1.2 元，电费几多	6 千瓦时，7.2 元	有无先除 1 000；有无把小时与分钟混用
2 公斤煤放 60 兆焦耳，炉具效率三成半，有几多能量入水	21 兆焦耳	有无把效率当成 3.5；有无漏写单位

06　学生常见错误与纠正句

错误	学生通常这样写	导师这样说
以为能量会被用光	灯熄了，能量就消失了	能量散到空气变成热，仍然存在，只是不能再做功。讲“散失”而不系“消失”。
温差用最终温度	水由 20 度加热到 100 度，乘以 100	要乘 80。开计数机前先写出“100 减 20”，不好靠心算。
瓦特当成千瓦	60 瓦灯泡用 5 小时等于 300 千瓦时	要先除 1 000。0.06 乘 5 等于 0.3，不系 300。
效率写成 4	锅炉效率四成，所以乘以 4	四成是 0.4。乘 4 会令有用能量大过输入能量，一看就知错。

07　家课建议（直接指到练习卷题号）

中学科学章节索引　全科章节一览，拣能量与电学题
本章重做　用卷内第 2、4、6 题重算加热与电费
公开试题型　看长题目如何把能量链包装成数据题

08　离场检查（最后 5 分钟）

题目	答案	判定
2 公斤水升 80 度，需几多能量	672 000 焦耳	答 160 表示漏乘比热，重教第二幕
60 瓦灯泡用 5 小时，耗几多千瓦时	0.3 千瓦时	答 300 表示无除 1 000，重教第三幕
输入 50 兆焦耳、效率四成，有用能量几多	20 兆焦耳	答 200 表示把小数点搬错，重教效率定义

09　导师常问

比热容量要不要背？

水的 4 200 要记，其他物质题目会给。考试多数考应用，不系考背数，所以单位要写得清楚。

一度电是几多焦耳？

一千瓦时等于 3 600 000 焦耳，但中一不需要换算，只要识用千瓦时计电费，成绩已经稳。

为何节能仍然重要？

能量不会消失，但高质量能量变成低质量热之后就收集不回来，所以我们其实是在节省可用的能量。

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本页为 TutorZone 导师备课指引，内容由 TutorZone 团队编写；题目与流程为原创，并非任何学校或出版社的教材。