2025年大学四年级（热能综合技术）热能综合阶段测试试题及答案.doc

2025年大学四年级（热能综合技术）热能综合阶段测试试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第 I 卷（选择题 共30分）
每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共6题，每题5分，每题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效)
1. 以下哪种热传递方式在真空中不能发生？（ ）
A. 传导 B. 对流 C. 辐射 D. 以上都不能
2. 对于理想气体，以下关于内能的说法正确的是（ ）
A. 只与温度有关 B. 与体积有关 C. 与压强有关 D. 与物质的量有关
3. 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. 高温和低温热源温度 D. 循环过程
4. 以下哪种设备不属于热能综合利用中的动力设备？（ ）
A. 汽轮机 B. 燃气轮机 C. 锅炉 D. 内燃机
5. 热机效率的计算公式为（ ）
A. η = W/Q1 B. η = Q2/Q1 C. η = 1 - Q2/Q1 D. η = Q1 - Q2
6. 当系统经历一个可逆过程后，其熵变（ ）
A. 大于0 B. 小于0 C. 等于0 D. 不确定

第 II 卷（非选择题 共70分）
7. 简答题(总共2题，每题10分，简要回答问题)
- 简述热传导的基本定律及其表达式。
- 说明朗肯循环的主要设备及工作过程。
8. 计算题(总共2题，每题15分，要求写出详细的计算过程和答案)
- 已知一热机从高温热源吸收热量Q1 = 1000kJ，向低温热源放出热量Q2 = 600kJ，求该热机的效率。
- 某理想气体在等温膨胀过程中，体积从V1 = 1m³膨胀到V2 = 2m³，压强p1 = 2×10⁵Pa，求该过程中气体对外做的功。
9. 分析题(总共1题，20分，结合给定材料进行分析)
材料：在一个热能综合利用系统中，存在能量损失。例如，锅炉产生的高温蒸汽在输送过程中有热量散失到周围环境中，汽轮机在做功过程中也有部分能量以热能形式耗散。
分析该系统能量损失的原因，并提出减少能量损失的措施。
10. 论述题(总共1题，20分，论述相关内容)
论述提高热能综合利用效率的重要性及主要途径。

答案
1. B
2. A
3. C
4. C
5. C
6. C
7. 热传导的基本定律是傅里叶定律，表达式为q = -λ(∂T/∂x)，其中q是热流密度，λ是热导率，∂T/∂x是温度梯度。朗肯循环的主要设备有锅炉、汽轮机、冷凝器、给水泵。工作过程：水在锅炉中定压加热成过热蒸汽，过热蒸汽在汽轮机中绝热膨胀做功，做完功的乏汽在冷凝器中定压凝结成水，凝结水经给水泵升压后再送回锅炉。
8. （1）热机效率η = 1 - Q2/Q1 = 1 - 600/1000 = 40%。（2）等温膨胀过程中气体对外做功W = p1V1ln(V2/V1) = 2×10⁵×1×ln(2/1) ≈ 1.39×10⁵J。
9. 能量损失原因：管道保温不佳导致高温蒸汽热量散失；汽轮机做工过程中机械摩擦等产生热能耗散。措施：加强管道保温，采用优质保温材料；优化汽轮机设计，减少机械摩擦，提高设备密封性等。
10. 提高热能综合利用效率的重要性：可减少能源浪费，降低生产成本，提高经济效益；减少对环境的热污染等。主要途径：采用高效的热力循环，如改进朗肯循环等；提高设备的热效率，如优化锅炉、汽轮机等设备性能；加强能量回收利用，如回收余热等；合理匹配能源，提高能源梯级利用水平。