2025年大學(xué)第三學(xué)年（能源動力工程）工程熱力學(xué)測試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共40分）答題要求：本大題共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。請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。1.熱力學(xué)第零定律主要涉及（）A.熱平衡B.能量守恒C.熵增原理D.可逆過程2.理想氣體的內(nèi)能是（）的函數(shù)。A.壓力和體積B.溫度和比容C.溫度D.壓力3.工質(zhì)經(jīng)歷一個(gè)可逆定溫吸熱過程，其熵變（）A.大于零B.小于零C.等于零D.不確定4.對于閉口系統(tǒng)，下列說法正確的是（）A.系統(tǒng)與外界無物質(zhì)交換B.系統(tǒng)與外界無能量交換C.系統(tǒng)質(zhì)量不變D.系統(tǒng)體積不變5.卡諾循環(huán)的熱效率只與（）有關(guān)。A.高溫?zé)嵩礈囟菳.低溫?zé)嵩礈囟菴.高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩礈囟菵.工質(zhì)性質(zhì)6.實(shí)際氣體在（）條件下可近似看作理想氣體。A.高溫低壓B.低溫高壓C.高溫高壓D.低溫低壓7.某熱力過程中，工質(zhì)從外界吸熱50kJ，對外做功30kJ，則工質(zhì)內(nèi)能變化為（）kJ。A.20B.-20C.80D.-808.穩(wěn)定流動能量方程中，技術(shù)功的表達(dá)式為（）A.wt=h2-h1B.wt=-Δ(pv)C.wt=q-ΔuD.wt=-vΔp9.水蒸氣的定壓比熱（）A.是常數(shù)B.隨溫度升高而增大C.隨溫度升高而減小D.不確定10.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.1kg濕空氣中所含的水蒸氣質(zhì)量D.1m3干空氣中所含的水蒸氣質(zhì)量11.朗肯循環(huán)中，汽輪機(jī)內(nèi)工質(zhì)的過程是（）A.定壓膨脹B.定溫膨脹C.絕熱膨脹D.多變膨脹12.提高朗肯循環(huán)熱效率的有效方法是（）A.提高初溫B.降低初壓C.提高排汽壓力D.減小凝汽器散熱損失13.燃?xì)廨啓C(jī)裝置循環(huán)中，壓氣機(jī)壓縮過程可近似看作（）A.定溫過程B.定壓過程C.絕熱過程D.多變過程14.回?zé)嵫h(huán)可以提高循環(huán)熱效率，主要是因?yàn)椋ǎ〢.減少了工質(zhì)向冷源的放熱B.提高了工質(zhì)的吸熱溫度C.降低了工質(zhì)的排氣溫度D.增加了循環(huán)凈功15.對于制冷循環(huán)，制冷系數(shù)越大，表明制冷機(jī)的制冷效果（）A.越好B.越差C.不變D.不確定16.蒸汽壓縮制冷循環(huán)中，制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)的過程是（）A.等溫吸熱B.定壓吸熱C.絕熱吸熱D.多變吸熱17.熱泵循環(huán)的工作目的是（）A.獲得冷量B.獲得熱量C.提高熱效率D.降低能耗18.理想氣體絕熱節(jié)流后，其（）A.溫度升高B.溫度降低C.溫度不變D.焓值減小19.熱機(jī)循環(huán)中，循環(huán)凈功等于（）A.吸熱量減去放熱量B.放熱量減去吸熱量C.工質(zhì)內(nèi)能變化D.技術(shù)功20.熵產(chǎn)大于零的過程是（）A.可逆過程B.不可逆過程C.定溫過程D.絕熱過程第II卷（非選擇題共60分）一、填空題（每題2分，共10分）1.熱力學(xué)能包括______、______、______等。2.工質(zhì)經(jīng)歷一個(gè)可逆絕熱壓縮過程，其熵變______。3.水蒸氣的汽化潛熱隨壓力升高而______。4.簡單可壓縮系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)有______個(gè)。5.制冷系數(shù)的定義式為______。二、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述熱力學(xué)第一定律的實(shí)質(zhì)。2.說明卡諾定理的內(nèi)容。3.為什么說水蒸氣不能看作理想氣體？4.分析提高蒸汽動力循環(huán)熱效率的途徑。三、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某理想氣體在定溫過程中從外界吸熱100kJ，對外做功100kJ，求氣體的內(nèi)能變化及熵變。2.已知水蒸氣的壓力p=3MPa，溫度t=400℃，求其比焓、比熵和比體積。四、分析題（10分）材料：某燃?xì)廨啓C(jī)裝置循環(huán)，工質(zhì)從大氣吸入，經(jīng)壓氣機(jī)壓縮后進(jìn)入燃燒室，與燃料混合燃燒，產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)猓細(xì)膺M(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)膨脹做功后排出，最后進(jìn)入大氣。問題：分析該燃?xì)廨啓C(jī)裝置循環(huán)中各過程的特點(diǎn)及對循環(huán)性能的影響。五、論述題（10分）材料：隨著能源需求的不斷增長和對環(huán)境保護(hù)的日益重視，提高能源動力系統(tǒng)的效率和降低污染物排放成為研究熱點(diǎn)。問題：請論述如何通過改進(jìn)能源動力工程技術(shù)來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。答案：第I卷：1.A2.C3.A4.A5.C6.A7.A8.B9.B10.A11.C12.A13.D14.A15.A16.B17.B18.C19.A20.B第II卷：一、1.分子動能、分子勢能、化學(xué)能2.等于零3.減小4.25.ε=q2/w0二、1.熱力學(xué)第一定律實(shí)質(zhì)是能量守恒與轉(zhuǎn)換定律在熱現(xiàn)象中的應(yīng)用，它表明熱是能的一種形式，可與機(jī)械能、電能等其他形式的能相互轉(zhuǎn)換，且在轉(zhuǎn)換過程中總量保持不變。2.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；在兩個(gè)不同溫度的恒溫?zé)嵩撮g工作的一切可逆熱機(jī)，其熱效率都相等，與工質(zhì)性質(zhì)無關(guān)，且等于工作在這兩個(gè)熱源間的卡諾循環(huán)熱效率。3.水蒸氣不能看作理想氣體，因?yàn)槔硐霘怏w假設(shè)分子間無相互作用力且分子本身無體積，而水蒸氣分子間距離較小，分子間作用力不可忽略，分子本身體積也不能忽略，不符合理想氣體假設(shè)條件。4.提高蒸汽動力循環(huán)熱效率的途徑有：提高蒸汽初溫，可提高循環(huán)平均吸熱溫度；降低蒸汽初壓，使蒸汽膨脹比增大；降低排汽壓力，減少冷源損失；采用回?zé)嵫h(huán)，減少工質(zhì)向冷源放熱。三、1.理想氣體定溫過程，內(nèi)能變化Δu=0。熵變Δs=q/T=100/T（T為氣體溫度，若已知溫度代入計(jì)算）。2.根據(jù)水蒸氣圖表，查得p=3MPa，t=400℃時(shí)，比焓h=3230.9kJ/kg，比熵s=6.921kJ/(kg·K)，比體積v=0.09936m3/kg。四、壓氣機(jī)壓縮過程：消耗功，使氣體壓力升高、溫度升高、比體積減小，為后續(xù)燃燒和膨脹做功創(chuàng)造條件。燃燒室燃燒過程：燃料與空氣混合燃燒，釋放大量熱量，使燃?xì)鉁囟却蠓?，壓力略有升高，為燃?xì)廨啓C(jī)提供高溫高壓工質(zhì)。燃?xì)廨啓C(jī)膨脹做功過程：燃?xì)庠谌細(xì)廨啓C(jī)中膨脹，對外做功，壓力和溫度降低，比體積增大。該循環(huán)通過壓氣機(jī)壓縮提高氣體壓力，燃燒室燃燒增加能量，燃?xì)廨啓C(jī)膨脹做功輸出動力，各過程相互配合，共同影響循環(huán)性能，提高循環(huán)熱效率關(guān)鍵在于提高燃燒溫度和燃?xì)廨啓C(jī)膨脹比。五、可從以下方面改進(jìn)能源動力工程技術(shù)來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)：提高能源轉(zhuǎn)換效率，如采用先進(jìn)的熱力循環(huán)，如聯(lián)合循環(huán)技術(shù)，將不同類型循環(huán)有機(jī)結(jié)合，提高整體熱效率；研發(fā)高效燃燒技術(shù)，使燃料充分