2025年大學(xué)（建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程）工程熱力學(xué)模擬試題及解析

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共40分）答題要求：本卷共20小題，每小題2分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.熱力學(xué)第零定律主要說(shuō)明了什么？A.能量守恒B.熱平衡的傳遞性C.內(nèi)能與溫度的關(guān)系D.功與熱量的轉(zhuǎn)換2.理想氣體的狀態(tài)方程適用于以下哪種情況？A.任何壓力和溫度B.高溫高壓C.低溫低壓D.壓力不太高、溫度不太低3.以下哪個(gè)物理量是狀態(tài)參數(shù)？A.熱量B.功C.內(nèi)能D.比熱4.定容比熱與定壓比熱的關(guān)系是？A.cv>cpB.cv<cpC.cv=cpD.不確定5.可逆過(guò)程的特點(diǎn)不包括以下哪一項(xiàng)？A.過(guò)程進(jìn)行無(wú)限緩慢B.無(wú)摩擦等耗散效應(yīng)C.系統(tǒng)和外界隨時(shí)保持平衡D.過(guò)程可以反向進(jìn)行且不留下任何痕跡6.閉口系統(tǒng)與外界無(wú)哪種形式的能量交換？A.熱量B.功C.質(zhì)量D.內(nèi)能7.工質(zhì)經(jīng)歷一個(gè)循環(huán)后，其內(nèi)能變化為？A.增大B.減小C.不變D.不確定8.卡諾循環(huán)的熱效率只與什么有關(guān)？A.高溫?zé)嵩礈囟菳.低溫?zé)嵩礈囟菴.工質(zhì)性質(zhì)D.高溫?zé)嵩礈囟群偷蜏責(zé)嵩礈囟?.以下哪種循環(huán)不是理想氣體動(dòng)力循環(huán)？A.朗肯循環(huán)B.奧托循環(huán)C.狄塞爾循環(huán)D.布雷頓循環(huán)10.蒸汽動(dòng)力循環(huán)中，提高朗肯循環(huán)熱效率的主要措施不包括？A.提高蒸汽初參數(shù)B.降低蒸汽終參數(shù)C.采用回?zé)嵫h(huán)D.采用再熱循環(huán)11.濕空氣的含濕量是指？A.1kg干空氣中所含的水蒸氣質(zhì)量B.1m3濕空氣中所含的水蒸氣質(zhì)量C.濕空氣的總質(zhì)量與干空氣質(zhì)量之比D.濕空氣的總質(zhì)量與水蒸氣質(zhì)量之比12.相對(duì)濕度為100%時(shí)，濕空氣處于什么狀態(tài)？A.未飽和狀態(tài)B.飽和狀態(tài)C.過(guò)熱狀態(tài)D.過(guò)冷狀態(tài)13.以下哪種方法不能用于濕空氣的處理？A.加熱B.冷卻C.加壓D.除濕14.制冷循環(huán)中，制冷劑在蒸發(fā)器中發(fā)生什么變化？A.等溫吸熱汽化B.等壓吸熱汽化C.等溫放熱液化D.等壓放熱液化15.熱泵循環(huán)與制冷循環(huán)的區(qū)別在于？A.工作原理不同B.目的不同C.工質(zhì)不同D.設(shè)備不同16.以下哪種制冷機(jī)屬于壓縮式制冷機(jī)？A.蒸汽噴射式制冷機(jī)B.吸收式制冷機(jī)C.活塞式制冷機(jī)D.半導(dǎo)體制冷機(jī)17.熱機(jī)的效率總是小于？A.100%B.90%C.80%D.70%18.以下哪個(gè)不是提高熱機(jī)效率的途徑？A.提高高溫?zé)嵩礈囟菳.降低低溫?zé)嵩礈囟菴.減少散熱損失D.增加工質(zhì)質(zhì)量19.以下哪種物質(zhì)可作為制冷劑？A.水B.空氣C.酒精D.氨20.工程熱力學(xué)中，研究的對(duì)象主要是？A.熱能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)換B.電能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)換C.化學(xué)能與熱能的轉(zhuǎn)換D.光能與熱能的轉(zhuǎn)換第II卷（非選擇題共60分）簡(jiǎn)答題（共20分）答題要求：簡(jiǎn)要回答問(wèn)題，觀點(diǎn)明確，邏輯清晰，語(yǔ)言簡(jiǎn)潔。21.簡(jiǎn)述熱力學(xué)第一定律的內(nèi)容及表達(dá)式。（5分）22.什么是理想氣體的內(nèi)能？其與哪些因素有關(guān)？（5分）23.簡(jiǎn)述卡諾定理的內(nèi)容。（5分）24.簡(jiǎn)述蒸汽壓縮制冷循環(huán)的工作過(guò)程。（5分）計(jì)算題（共20分）答題要求：寫(xiě)出詳細(xì)的計(jì)算步驟，規(guī)范使用公式，計(jì)算結(jié)果保留適當(dāng)小數(shù)位數(shù)。25.已知某理想氣體在定壓過(guò)程中吸收熱量Q=500kJ，體積從V1=2m3膨脹到V2=5m3，壓力p=0.5MPa，求該過(guò)程中氣體對(duì)外做的功W和內(nèi)能的變化ΔU。（10分）26.一卡諾熱機(jī)工作在溫度為T(mén)1=500K的高溫?zé)嵩春蚑2=300K的低溫?zé)嵩粗g，若從高溫?zé)嵩次諢崃縌1=1000kJ，求熱機(jī)對(duì)外做的功W和向低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃縌2。（10分）分析題（共10分）答題要求：結(jié)合所學(xué)知識(shí)，對(duì)給定的問(wèn)題進(jìn)行深入分析，闡述觀點(diǎn)，論證合理。27.分析提高蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱效率的各種措施及其原理，并說(shuō)明它們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn)。（10分）論述題（共10分）答題要求：結(jié)合具體實(shí)例，論述工程熱力學(xué)在建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程中的重要性及應(yīng)用場(chǎng)景。（10分）答案：1.B2.D3.C4.B5.C6.C7.C8.D9.A10.無(wú)正確選項(xiàng)（提高蒸汽初參數(shù)、降低蒸汽終參數(shù)、采用回?zé)嵫h(huán)、采用再熱循環(huán)均是提高朗肯循環(huán)熱效率的措施）11.A12.B13.C14.A15.B16.C17.A18.D19.D20.A21.熱力學(xué)第一定律指出，熱可以轉(zhuǎn)變?yōu)楣?，功也可以轉(zhuǎn)變?yōu)闊?；消耗一定的功必產(chǎn)生一定的熱，一定的熱消失時(shí)，也必產(chǎn)生一定的功。表達(dá)式為：ΔU=Q-W。22.理想氣體的內(nèi)能是氣體內(nèi)部分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和。對(duì)于理想氣體，分子勢(shì)能忽略不計(jì)，其內(nèi)能僅與溫度和物質(zhì)的量有關(guān)。23.卡諾定理內(nèi)容為：在兩個(gè)不同溫度的恒溫?zé)嵩撮g工作的所有熱機(jī)，以可逆熱機(jī)的熱效率為最高，且可逆熱機(jī)的熱效率只與兩個(gè)熱源的溫度有關(guān)，與工質(zhì)的性質(zhì)無(wú)關(guān)。24.蒸汽壓縮制冷循環(huán)的工作過(guò)程：壓縮機(jī)將低溫低壓的制冷劑蒸汽壓縮成高溫高壓的蒸汽；冷凝器將高溫高壓的制冷劑蒸汽冷卻冷凝成高壓液體；節(jié)流閥使高壓液體節(jié)流降壓成低溫低壓的液體；蒸發(fā)器中低溫低壓的制冷劑液體汽化吸熱，從而實(shí)現(xiàn)制冷。25.定壓過(guò)程中氣體對(duì)外做的功W=p(V2-V1)=0.5×10^6×(5-2)=1.5×10^6J=1500kJ。根據(jù)熱力學(xué)第一定律Q=ΔU+W，可得內(nèi)能變化ΔU=Q-W=500-1500=-1000kJ。26.卡諾熱機(jī)的熱效率ηc=1-T2/T1=1-300/500=0.4。熱機(jī)對(duì)外做的功W=ηcQ1=0.4×1000=400kJ。向低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃縌2=Q1-W=1000-400=600kJ。27.提高蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱效率的措施及原理：提高蒸汽初參數(shù)，可提高循環(huán)平均吸熱溫度，從而提高熱效率；降低蒸汽終參數(shù)，能降低循環(huán)平均放熱溫度，提高熱效率；采用回?zé)嵫h(huán)，利用汽輪機(jī)中做過(guò)部分功的蒸汽加熱給水，減少了冷源損失，提高熱效率；采用再熱循環(huán)，使蒸汽在汽輪機(jī)中膨脹到一定壓力后再加熱升溫，然后繼續(xù)膨脹做功，提高了循環(huán)的熱效率。實(shí)際應(yīng)用中，提高蒸汽初參數(shù)受材料耐熱性能限制，成本較高；降低蒸汽終參數(shù)可能導(dǎo)致設(shè)備尺寸增大等問(wèn)題；回?zé)嵫h(huán)增加了設(shè)備復(fù)雜性；再熱循環(huán)也增加了設(shè)備投資和運(yùn)行成本。建筑環(huán)境與