混合任务常以一个生物概念开始，例如食物中储存的能量，然后要求一项物理测量，例如水的温度上升。你的任务是追踪能量：储存、传递、测量、损失。
本课属于混合任务中的生物机制。这里只从概念上讨论食物能量的探究。真实的实验必须在老师监督下，遵守学校的安全规定进行。
能量链是什么？
食物含有储存的化学能。样品燃烧时，这些能量以热的形式传到周围环境，其中一部分加热已知质量的水。
水获得的能量用公式计算：能量（J）= 水的质量（g）× 比热容（J/g°C）× 温度上升（°C）。然后，每克食物的能量 = 传递的能量 ÷ 燃烧的食物质量。
例题（虚构数据）
在这个教学例子中，0.50 g 的食物样品加热 50 g 水，水温上升 20 °C。水的比热容取 4.2 J/g°C。
**第 1 步，水获得的能量：**50 × 4.2 × 20。先算 50 × 4.2 = 210，再算 210 × 20 = 4200 J。
**第 2 步，每克食物的能量：**4200 ÷ 0.50 = 8400 J/g，即 8.4 kJ/g。
**第 3 步，检查单位换算：**8400 ÷ 1000 = 8.4 kJ/g。倒推检验：8.4 × 0.50 = 4.2 kJ = 4200 J，与第 1 步一致。
**第 4 步，评价：**这个教学数值低于数据手册中大多数食物的能量。原因是大量热量加热了空气和器材而不是水，样品也可能燃烧不完全。结果是低估，并不表示食物含的能量较少。
要避免的错误
**错误答案：**能量 = 0.50 × 4.2 × 20 = 42 J
学生用了食物的质量，而不是水的质量。比热容公式使用的是被加热物质的质量。食物质量只在最后一步用来求每克的能量。
另一个失误是混用 J 和 kJ。每一行都写上单位。
自我检测
1. 100 g 水升高 10 °C。水获得多少能量？（取 4.2 J/g°C。）
显示答案
100 × 4.2 = 420，再 420 × 10 = 4200 J。
2. 0.30 g 样品使 30 g 水升高 12 °C。求每克食物的能量。
显示答案
水获得的能量 = 30 × 4.2 × 12 = 126 × 12 = 1512 J。每克能量 = 1512 ÷ 0.30 = 5040 J/g。检验：5040 × 0.30 = 1512。
3. 给出一个原因，说明计算值为什么低于食物中的真实能量。
显示答案
热量散失到周围空气和器材中，并非所有能量都传到水里。燃烧不完全也是有效的原因。
接下来学什么
继续学习用食物网的变化检验有证据支持的结论。科学探究评析工具有助于判断能量实验有哪些合理的改进，混合练习里有更多计算题。
如果在生物情境中做计算让你犹豫，我们的老师可以在线上一对一综合科学补习中帮你。