先说点真心话。
我第一次真正去算“物理热水器效率怎么求”的时候，是被冬天的燃气账单吓出来的——数字冷冰冰，水却没多热几分钟。我当时就很不服：这玩意儿到底有多浪费？于是开始一点点算，结果一算，心里有数了，反而踏实。
下面这些，是我后来总结的一套“土办法 + 正经物理”的混合玩法，你可以边看边对照自己家的热水器。
一、先搞清楚：我们在算什么效率
我自己的理解特别直白：
- 你给热水器投入了多少能量（钱）
- 它老老实实把多少能量变成了热水里的“热”
- 两者的比例，就是效率
用一个稍微“物理一点”的说法：
效率 = 热水实际获得的热量 ÷ 热水器消耗的能量
别被这句话吓走，其实就三件事：水有多少、升高了多少度、花了多少电 / 气。
二、把核心公式抓在手里（其实就一个）
热水获得的热量，用学校里那条老公式：
Q = c × m × ΔT
c：水的比热容，约为 4.2 kJ/(kg·℃)，只要记住“4.2”就行m：水的质量（kg）。1 升水 ≈ 1 kgΔT：温度上升多少度，比如从 20℃ 提到 50℃，那就是 30℃
然后效率：
效率 = Q / 能量输入
能量输入从哪来？
- 电热水器：电表
- 燃气热水器：燃气表 + 燃气热值
就是这么朴素。
三、电热水器：最容易“动手算”的那一种
我先拿自己家以前的电热水器举个例子，大概流程是这样：
- 准备一个试验
- 把水箱放空（或者接近放空）
- 记住冷水进水温度，比如 20℃ 左右（可以用普通温度计凑合测一下）
-
开始加热前，看一下电表读数
-
设定一个目标温度
假设设定 55℃。等它加热完成了，测一下真实出水温度，大概记个数就行，比如 50～55℃。 -
统计水量
- 查一下热水器标称容量，比如 50 L
-
粗略认为：
m ≈ 50 kg -
统计能量输入
- 加热前，电表显示 1032.6 kWh
- 加热后，显示 1033.4 kWh
-
那就是大约用了 0.8 kWh
-
换算单位
物理里我们习惯用焦耳： -
1 kWh ≈ 3.6 × 10^6 J
-
所以 0.8 kWh ≈ 2.88 × 10^6 J
-
算热水获得的热量
假设冷水 20℃，最终 55℃，那 ΔT = 35℃。
Q = c × m × ΔT ≈ 4.2 kJ/(kg·℃) × 50 kg × 35℃ ≈ 7350 kJ
再换成 J：7350 kJ = 7.35 × 10^6 J
- 算效率
效率 ≈ (7.35 × 10^6 J) ÷ (2.88 × 10^6 J) ≈ 2.55
你一看：怎么大于 1？这不对劲啊。
对，这就是亲身算一遍的意义——你会发现自己哪里“想当然”了。
真相很可能是：
- 热水器的有效水量没那么大（标 50 L，实际热水区只有三四十升）
- 实际温差没有你设想的那么大
- 电表读数你可能看错了，0.08 kWh 被你当成 0.8 kWh
所以我后来第二次算的时候，更严谨一点：
- 用桶接出“刚好变凉前”的热水，量体积
- 每次都拍照记录电表读数
- 用温度计实测出水温度
重算之后，效率就落在一个比较正常的区间——大概 0.85～0.9 左右，这就比较符合直觉：电热水器理论上热效率挺高，但损耗掉的主要是：
- 壁面散热
- 管路输送损失
- 加热完成后你不立刻用，水在水箱里慢慢降温
四、燃气热水器：多了一个“燃气热值”的坑
燃气这边，麻烦点，但逻辑一样。
基本思路：
- 先接一段固定时间的水，比如 5 分钟，把水都接到大桶里
- 前后分别读燃气表
- 统计这段时间的用气量，比如多了 0.04 m³
- 测一下水的体积和温度变化
关键在于：
- 不同地区的天然气热值不一样，一般在 34～39 MJ/m³ 左右
- 有时燃气公司会写在账单或者公告里，你可以搜一下自己城市的典型值
举个虚构的例子：
- 5 分钟流出 40 L 水（≈40 kg）
- 水温从 15℃ 提到 45℃，ΔT = 30℃
- 天然气热值取 36 MJ/m³
- 用气量 0.04 m³
算热水吸收的热量：
Q水 = 4.2 kJ/(kg·℃) × 40 kg × 30℃ ≈ 5040 kJ = 5.04 MJ
算气体提供的总能量：
Q气 = 0.04 m³ × 36 MJ/m³ = 1.44 MJ
一看，又不对。热水的能量居然比燃气总能量还大？那肯定是哪一步假设超理想了。
现实中，我自己做实验发现几个比较坑的点：
- 水的体积估高了：很多人以为花洒开得很大，其实每分钟才 6～8 L
- 燃气表读数单位看错：有的是 m³，有的还带一个系数
- 水温估计偏差：你用手感觉“挺烫”，但可能只有 38℃
当你这些都校准之后，再算出来的效率，大概会落在 0.75～0.9 之间。燃气热水器的能量利用率本身就没法做到太接近 1，还有一堆：
- 烟道带走的热量
- 机身散热
- 熄火/点火时的小损耗
它天生要比封闭的电热水器“漏”得更多一点。
五、如果你不想那么麻烦，只想一个“粗略估算”
我后来给身边人讲，发现大部分人其实不爱折腾精确实验，只想知道：
- 这台设备是不是特别费
- 我换新机有没有意义
那可以用一个“偷懒版”估算：
- 找一个你典型的洗澡场景：
- 一次洗 10 分钟
- 水温你觉得刚刚好那种
- 用一个大桶 + 秒表，测一分钟的出水量，假设是 6 L/min
- 估计温度：
- 冷水 15℃ 左右
- 洗澡水大概 38～40℃
- ΔT 取 23℃
- 一次洗澡用水量：
- 10 分钟 × 6 L/min = 60 L ≈ 60 kg
- 热水获得的能量：
Q ≈ 4.2 kJ × 60 × 23 ≈ 5796 kJ ≈ 5.8 MJ
-
再对照你的电 / 气消耗：
-
电热水器：看看你为这一桶水差不多花了多少度电（加热前后的差值）
- 燃气：粗略看一次洗澡气表大概多多少
你会发现一个有趣的事情：
- 如果你用的是旧款燃气热水器，效率可能只有 0.7 左右
- 换成新款冷凝机型，能慢慢靠近 0.9
差在什么地方？
- 旧机的废气热量浪费得更多
- 新机会把尾气余热再“薅一把”，多预热一下进水
六、算效率的意义：不只是为了一个数字
我后来对“效率”这个东西的感受有点变化。
一开始只是想算算自己是不是被坑钱了，结果越算越发现：
- 不同使用习惯，会把同一台机器的效率“拉开档次”
举几个我自己试出来的结论：
-
频繁开关，比一直小开更浪费
特别是燃气热水器，你每次重新点火，前几秒出的都是没完全热起来的水，还白白耗了燃气。 -
温度调高再混冷水，是一种经典浪费
很多人把热水器调到 60℃，再用冷水调温。听起来爽，其实是：先费劲把水加热到 60℃，然后用冷水把这份热度冲淡掉。 -
保温时间太长，是电热水器的隐形杀手
水箱加热完，你去忙别的，一两个小时后才去洗，这中间它一直在对抗散热，等于站着挨刀。
所以，当你真正算过一次“物理热水器效率怎么求”，你会对日常那些操作多一点直觉——一边洗澡，一边在脑子里浮现那个小小的公式，反而有点好玩。
七、最后一点私人感想
我挺喜欢这种“把抽象概念按在生活里”的感觉。
所谓效率，大多数时间其实就躲在一些很琐碎的小动作里：你转动一次旋钮、多停留的一两分钟、喜欢水流开多大。你用一套朴素的物理方法把它拎出来，数字算得准不准反而变得没那么重要。
重要的是，你开始知道：
- 这不是一台玄学机器
- 能量去哪了，是能被追踪的
- 你的选择，真会一点点改变那个“效率”的分子和分母
如果哪天你愿意给自己家的热水器做一次简易“小实验”，拍几张电表 / 气表的照片、记个出水量、温度，大概半个小时，你就能得到一份属于自己的效率结果。这东西写在纸上，哪怕只看一眼，也会在你心里留下一个“新的尺度”。
然后下次看到账单，就没那么心虚，也没那么茫然了。你会知道，它值不值。
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