(完整版)《熱力學與傳熱學》考試及答案一、選擇題（每題3分，共30分）

1.下列參數(shù)中，屬于狀態(tài)參數(shù)的是（）

A.熱量

B.功

C.溫度

D.熵產(chǎn)

答案：C。狀態(tài)參數(shù)是描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量，只取決于系統(tǒng)的狀態(tài)，與過程無關。溫度是狀態(tài)參數(shù)，而熱量和功是過程量，熵產(chǎn)與過程相關也不是狀態(tài)參數(shù)。

2.理想氣體的比熱比γ等于（）

A.cp/cv

B.cv/cp

C.R/cp

D.R/cv

答案：A。比熱比γ的定義就是定壓比熱cp與定容比熱cv的比值，即γ=cp/cv。

3.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.工質性質

答案：C?？ㄖZ循環(huán)的熱效率公式為ηc=1T2/T1，其中T1是高溫熱源溫度，T2是低溫熱源溫度，所以只與高溫熱源和低溫熱源溫度有關，與工質性質無關。

4.熱傳遞的三種基本方式是（）

A.導熱、對流、輻射

B.導熱、對流、擴散

C.導熱、輻射、化合

D.對流、輻射、分解

答案：A。熱傳遞的三種基本方式為導熱、對流和輻射。導熱是指物體內(nèi)部或物體之間由于溫度差引起的微觀粒子熱運動而產(chǎn)生的熱量傳遞現(xiàn)象；對流是指流體中由于各部分溫度不同而導致的相對位移所引起的熱量傳遞過程；輻射是指物體通過電磁波來傳遞能量的過程。

5.對于平壁的穩(wěn)態(tài)導熱，通過平壁的熱流量與（）成正比

A.平壁厚度

B.平壁兩側溫差

C.平壁面積的倒數(shù)

D.導熱系數(shù)的倒數(shù)

答案：B。根據(jù)平壁穩(wěn)態(tài)導熱的熱流量公式Φ=λAΔTδ，其中Φ是熱流量，λ是導熱系數(shù)，A是平壁面積，ΔT是平壁兩側溫差，δ是平壁厚度?？芍獰崃髁颗c平壁兩側溫差成正比，與平壁厚度成反比，與平壁面積成正比，與導熱系數(shù)成正比。

6.流體在管內(nèi)作強制對流換熱時，當流動處于旺盛湍流區(qū)，且流體被加熱時，管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h的計算公式為（）

A.h=Nuλd，Nu=0.023Re0.8Pr0.4

B.h=Nuλd，Nu=0.023Re0.8Pr0.3

C.h=NuλL，Nu=0.023Re0.8Pr0.4

D.h=NuλL，Nu=0.023Re0.8Pr0.3

答案：A。對于流體在管內(nèi)作強制對流換熱且處于旺盛湍流區(qū)，當流體被加熱時，努塞爾數(shù)Nu=0.023Re0.8Pr0.4，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h=Nuλd，其中d是管內(nèi)徑。

7.黑體的發(fā)射率ε等于（）

A.0

B.0.5

C.1

D.不確定

答案：C。黑體是指能吸收投入到其表面上的所有熱輻射能的物體，同時黑體也是最理想的發(fā)射體，其發(fā)射率ε=1。

8.下列關于熵的說法中，錯誤的是（）

A.熵是狀態(tài)參數(shù)

B.孤立系統(tǒng)的熵永不減少

C.熵增原理只適用于絕熱過程

D.熵可以用來判斷過程進行的方向

答案：C。熵是狀態(tài)參數(shù)，孤立系統(tǒng)的熵永不減少，這是熵增原理的內(nèi)容，熵可以用來判斷過程進行的方向，熵增原理適用于孤立系統(tǒng)，而不只是絕熱過程，絕熱過程只是孤立系統(tǒng)的一種特殊情況。

9.已知某理想氣體的定容比熱cv，則其定壓比熱cp為（）

A.cp=cv+R

B.cp=cvR

C.cp=cvR

D.cp=cv/R

答案：A。對于理想氣體，定壓比熱cp和定容比熱cv之間存在關系cpcv=R，所以cp=cv+R。

10.在大容器飽和沸騰中，隨著壁面過熱度ΔT=TwTs的增加，沸騰曲線經(jīng)歷的階段依次為（）

A.自然對流、核態(tài)沸騰、過渡沸騰、膜態(tài)沸騰

B.核態(tài)沸騰、自然對流、過渡沸騰、膜態(tài)沸騰

C.自然對流、過渡沸騰、核態(tài)沸騰、膜態(tài)沸騰

D.自然對流、核態(tài)沸騰、膜態(tài)沸騰、過渡沸騰

答案：A。在大容器飽和沸騰中，當壁面過熱度較小時，主要是自然對流；隨著過熱度增加，進入核態(tài)沸騰階段，此時氣泡大量產(chǎn)生；過熱度繼續(xù)增大，進入過渡沸騰階段，此階段不穩(wěn)定；最后進入膜態(tài)沸騰階段，壁面被一層蒸汽膜覆蓋。

二、填空題（每題2分，共20分）

1.熱力學第零定律指出，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______。

答案：熱平衡。這是熱力學第零定律的基本內(nèi)容，它為溫度的測量和比較提供了理論基礎。

2.理想氣體的狀態(tài)方程為______。

答案：pV=mRT或p=ρRT。其中p是壓力，V是體積，m是質量，R是氣體常數(shù)，T是熱力學溫度，ρ是密度。

3.卡諾定理指出，在兩個不同溫度的恒溫熱源間工作的所有熱機，以______的熱效率為最高。

答案：卡諾熱機?？ㄖZ熱機是一種理想的可逆熱機，卡諾定理表明在相同的高溫熱源和低溫熱源之間工作的一切可逆熱機，其效率都相等，且等于卡諾熱機的效率；在相同的高溫熱源和低溫熱源之間工作的一切不可逆熱機，其效率都小于卡諾熱機的效率。

4.導熱系數(shù)是反映材料______能力的物理量。

答案：導熱。導熱系數(shù)越大，說明材料傳導熱量的能力越強。

5.對流換熱的基本計算公式是______。

答案：q=hΔT（局部），Φ=hAΔT（整體）。其中q是熱流密度，h是表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，ΔT是流體與壁面的溫差，Φ是熱流量，A是換熱面積。

6.普朗克定律揭示了黑體光譜輻射力Ebλ隨______和溫度的變化規(guī)律。

答案：波長。普朗克定律的表達式為Ebλ=c1λ-5ec2/(λT)-1，其中Ebλ是黑體光譜輻射力，λ是波長，T是溫度，c1和c2是普朗克常數(shù)。

7.熵產(chǎn)是由于______而引起的熵的變化。

答案：不可逆因素。不可逆因素包括摩擦、溫差傳熱等，這些因素會導致系統(tǒng)的熵增加，產(chǎn)生熵產(chǎn)。

8.對于無相變的對流換熱，影響表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h的主要因素有流體的物性、______、換熱表面的幾何形狀和尺寸等。

答案：流動狀態(tài)。流體的流動狀態(tài)（層流或湍流）對表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)有很大影響，一般