2025年大学一年级（热能与发电工程类）热能基础综合测试试题及答案.doc

2025年大学一年级（热能与发电工程类）热能基础综合测试试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 关于热力学第零定律，以下说法正确的是（ ）
A. 如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡(温度相同)，则它们彼此也必定处于热平衡
B. 能量不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响
C. 一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行
D. 不可能把热量从低温物体传向高温物体而不引起其他变化
2. 理想气体的内能取决于（ ）
A. 气体的质量
B. 气体的温度
C. 气体的体积
D. 气体的压强
3. 对于定容过程，以下计算正确的是（ ）
A. W = 0
B. Q = ΔU
C. pV = 常数
D. ΔH = ΔU + pΔV
4. 卡诺循环的效率只与（ ）有关
A. 高温热源温度
B. 低温热源温度
C. 工质种类
D. 高温热源温度和低温热源温度
5. 实际气体与理想气体的偏差主要体现在（ ）
A. 分子间有作用力
B. 分子有体积
C. 以上都是
D. 以上都不是
6. 对于水蒸气的定压发生过程，以下阶段顺序正确的是（ ）
A. 预热、汽化、过热
B. 汽化、预热、过热
C. 预热、过热、汽化
D. 过热、预热、汽化
7. 朗肯循环的主要设备不包括（ ）
A. 锅炉
B. 汽轮机
C. 压缩机
D. 凝汽器
8. 提高朗肯循环效率的有效方法是（ ）
A. 提高蒸汽初参数
B. 降低蒸汽初参数
C. 提高排汽压力
D. 降低给水温度
9. 以下哪种现象不属于热传递的基本方式（ ）
A. 导热
B. 对流
C. 辐射
D. 做功
10. 对于稳态稳流开口系统，以下说法错误的是（ ）
A. 系统内各点状态参数不随时间变化
B. 系统与外界无物质交换
C. 系统与外界有功量和热量交换
D. 控制体质量保持不变

第II卷（非选择题 共70分）
11. （10分）简述热力学第一定律的内容，并写出其数学表达式。
12. （15分）分析卡诺循环的四个过程及特点。
13. （15分）说明水蒸气定压发生过程中各个阶段的状态变化及能量转换情况。
14. （15分）材料：某电厂采用朗肯循环发电，蒸汽初参数为p1 = 10MPa，t1 = 500℃，排汽压力p2 = 5kPa。已知蒸汽在汽轮机内绝热膨胀做功，在凝汽器中定压放热凝结成水，在给水泵中绝热压缩送回锅炉。
问题：计算该朗肯循环的热效率，并分析提高热效率的途径。
15. （15分）材料：有一热力系统在稳定工况下运行，工质在系统内经历一个可逆过程，从状态1变化到状态2。已知状态1的参数为p1 = 0.5MPa，v1 = 0.2m³/kg，u1 = 2500kJ/kg；状态2的参数为p2 = 1MPa，v2 = 0.4m³/kg，u2 = 3000kJ/kg。过程中系统从外界吸热500kJ/kg，轴功输出150kJ/kg。
问题：分析该过程中工质的能量转换情况，并验证热力学第一定律是否成立。

答案：1. A 2. B 3. B 4. D 5. C 6. A 7. C 8. A 9. D 10. B
11. 热力学第一定律：热可以转变为功，功也可以转变为热；消耗一定的功必产生一定的热，一定的热消失时，也必产生一定的功。数学表达式：Q = ΔU + W。
12. 卡诺循环四个过程：等温吸热、绝热膨胀、等温放热、绝热压缩。特点：等温过程中工质与热源无温差传热，绝热过程中工质与外界无热量交换，是一种理想的可逆循环，热效率只与两热源温度有关。
13. 预热阶段：水被加热，温度升高，比体积增大，内能增加，通过吸收热量实现。汽化阶段：水变为蒸汽，温度不变，比体积大幅增大，吸收汽化潜热，内能增加。过热阶段：蒸汽温度升高，比体积继续增大，内能增加，吸收过热热量。
14. 先根据蒸汽初参数查得相应焓值等，计算出循环吸热量、放热量等，进而算出热效率。提高途径：提高蒸汽初参数，降低排汽压力等。
15. 根据已知参数计算出过程中工质内能变化、功和热量，验证Q = ΔU + W是否成立，分析能量转换情况。