2025年大學大一（建筑環(huán)境與能源應用工程）工程熱力學階段測試試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共40分）每題只有一個正確答案，請將正確答案填在括號內。(總共20題，每題2分，每題選出答案后，用鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號。不能答在試題卷上)1.工程熱力學中，閉口系統(tǒng)與外界（）。A.只有能量交換，沒有物質交換B.只有物質交換，沒有能量交換C.既有能量交換，又有物質交換D.既沒有能量交換，也沒有物質交換2.熱力學能的單位是（）。A.JB.WC.ND.Pa3.理想氣體的狀態(tài)方程為（）。A.pV=mRTB.pV=nRTC.pV=RTD.pV=MRT4.定容比熱cv與定壓比熱cp的關系是（）。A.cp>cvB.cp<cvC.cp=cvD.不確定5.可逆過程的特點是（）。A.系統(tǒng)和外界能夠同時恢復到初始狀態(tài)B.系統(tǒng)能夠恢復到初始狀態(tài)，外界不能C.外界能夠恢復到初始狀態(tài)，系統(tǒng)不能D.系統(tǒng)和外界都不能恢復到初始狀態(tài)6.工質經(jīng)歷一個不可逆循環(huán)后，其熵變（）。A.大于零B.小于零C.等于零D.不確定7.卡諾循環(huán)的熱效率只與（）有關。A.高溫熱源溫度B.低溫熱源溫度C.高溫熱源和低溫熱源溫度D.循環(huán)過程8.實際氣體在（）條件下可近似看作理想氣體。A.高溫高壓B.高溫低壓C.低溫高壓D.低溫低壓9.絕熱過程中，工質的（）不變。A.溫度B.壓力C.比容D.熵10.多變過程的多變指數(shù)n=1時，該過程為（）。A.定容過程B.定壓過程C.定溫過程D.絕熱過程11.水蒸氣的定壓發(fā)生過程中，不可能出現(xiàn)的狀態(tài)是（）。A.未飽和水B.飽和水C.濕蒸汽D.過熱蒸汽12.濕蒸汽的干度x的取值范圍是（）。A.0<x<1B.x=0C.x=1D.x>113.在朗肯循環(huán)中，汽輪機中進行的是（）過程。A.定壓吸熱B.絕熱膨脹C.定壓放熱D.絕熱壓縮14.提高朗肯循環(huán)熱效率的有效方法是（）。A.提高初溫B.提高初壓C.降低排汽壓力D.以上都是15.回熱循環(huán)中，采用給水回熱加熱后，汽輪機的汽耗率（）。A.增大B.減小C.不變D.不確定16.燃氣輪機裝置循環(huán)中，壓氣機壓縮過程可近似看作（）過程。A.定容B.定壓C.定溫D.絕熱17.內燃機的理想循環(huán)是（）。A.卡諾循環(huán)B.朗肯循環(huán)C.奧托循環(huán)D.布雷頓循環(huán)18.制冷系數(shù)的定義式為（）。A.ε=Q2/WB.ε=Q1/WC.ε=W/Q2D.ε=W/Q119.熱泵的供熱系數(shù)與制冷系數(shù)的關系是（）。A.εh=ε+1B.εh=ε-1C.εh=1/εD.εh=ε20.蒸汽壓縮制冷循環(huán)中，節(jié)流閥的作用是（）。A.使制冷劑節(jié)流降壓B.使制冷劑降溫C.使制冷劑冷凝D.使制冷劑蒸發(fā)第II卷（非選擇題，共60分）二、填空題（每題2分，共10分）請在橫線上填寫正確答案。1.工程熱力學的研究對象是____________________。2.狀態(tài)參數(shù)是描述系統(tǒng)狀態(tài)的宏觀物理量，具有____________________和____________________的特點。3.熱力學第零定律表明，如果兩個熱力學系統(tǒng)中的每一個都與第三個熱力學系統(tǒng)處于熱平衡(溫度相同)，則它們彼此也必定處于熱平衡。這一結論稱做____________________。4.理想氣體的內能是____________________的單值函數(shù)。5.水蒸氣的形成過程經(jīng)過____________________、____________________和____________________三個階段。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述可逆過程的概念及其特點。2.說明卡諾循環(huán)的組成及熱效率公式。3.簡述朗肯循環(huán)的工作過程及提高熱效率的方法。4.解釋制冷系數(shù)和供熱系數(shù)的含義。四、計算題（每題15分，共30分）1.某理想氣體在定容過程中，溫度從27℃升高到127℃，已知氣體的定容比熱cv=0.7kJ/(kg·K)，求氣體吸收的熱量。2.某蒸汽動力裝置采用朗肯循環(huán)，蒸汽初壓p1=3MPa，初溫t1=400℃，排汽壓力p2=4kPa。試求該循環(huán)的熱效率。已知水蒸氣的焓值：h1=3231.7kJ/kg，h2=2133.8kJ/kg，h3=191.8kJ/kg，h4=191.8kJ/kg。五、分析題（10分）有一燃氣輪機裝置循環(huán)，其壓縮比為8，空氣進入壓氣機時的溫度為300K，壓力為0.1MPa，經(jīng)過壓縮后壓力升高到0.8MPa。設空氣為理想氣體，定壓比熱cp=1.004kJ/(kg·K)，絕熱指數(shù)k=1.4。試分析該循環(huán)的性能，并提出改進措施。答案：1.A2.A3.B4.A5.A6.C7.C8.B9.D10.C11.無（水蒸氣定壓發(fā)生過程會依次經(jīng)歷未飽和水、飽和水、濕蒸汽、干飽和蒸汽、過熱蒸汽等狀態(tài)）12.A13.B14.D15.A16.D17.C18.A19.A20.A填空題答案：1.熱能與機械能之間的相互轉換規(guī)律及其應用2.狀態(tài)的單值性、與過程無關3.熱平衡定律4.溫度5.未飽和水的定壓預熱過程、飽和水汽化過程、干飽和蒸汽的定壓過熱過程簡答題答案：1.可逆過程是指系統(tǒng)完成某一過程后，如果能使系統(tǒng)和外界同時恢復到初始狀態(tài)，而不留下任何變化的過程。特點：過程進行時不存在耗散效應；過程是準平衡過程。2.卡諾循環(huán)由定溫吸熱、絕熱膨脹、定溫放熱、絕熱壓縮四個過程組成。熱效率公式：ηt=1-T2/T1，其中T1為高溫熱源溫度，T2為低溫熱源溫度。3.朗肯循環(huán)工作過程：水在鍋爐中定壓加熱成過熱蒸汽，過熱蒸汽在汽輪機中絕熱膨脹作功，作完功的乏汽在冷凝器中定壓放熱凝結成水，凝結水在給水泵中絕熱壓縮升壓后送回鍋爐。提高熱效率方法：提高初溫、提高初壓、降低排汽壓力。4.制冷系數(shù)：制冷循環(huán)中從低溫物體吸收的熱量與消耗的功之比，ε=Q2/W。供熱系數(shù)：熱泵循環(huán)中向高溫物體放出的熱量與消耗的功之比，εh=Q1/W，且εh=ε+1。計算題答案：1.根據(jù)定容過程熱量計算公式Q=mcvΔT。首先求質量m，設氣體質量為1kg。已知T1=27+273=300K，T2=127+273=400K，cv=0.7kJ/(kg·K)。則Q=mcvΔT=1×0.7×(400-300)=70kJ。2.朗肯循環(huán)熱效率公式ηt=(h1-h2)-(h3-h4)/(h1-h3)。已知h1=3231.7kJ/kg,h2=2133.8kJ/kg,h3=191.8kJ/kg,h4=191.8kJ/kg。則ηt=(3231.7-2133.8)-(191.8-191.8)/(3231.7-191.8)=33.5%。分析題答案：首先求壓縮終了空氣溫