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2025年大学大二（能源与动力工程）热工基础试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第 I 卷
（总共10题，每题3分，每题的选项中，只有一个选项是符合题目要求的，请将正确答案填写在每题后面的括号内）

1. 关于理想气体状态方程，以下说法正确的是（ ）
A. 只适用于高温高压情况
B. 与气体的种类无关
C. 可以用于计算实际气体的状态
D. 不适用于混合气体

2. 热力学第零定律主要用于（ ）
A. 确定系统的内能
B. 定义温度
C. 计算热量传递
D. 分析热机效率

3. 定容比热和定压比热的关系是（ ）
A. 定容比热大于定压比热
B. 定容比热小于定压比热
C. 定容比热等于定压比热
D. 不确定

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. 高温热源和低温热源温度
D. 工质种类

5. 气体的内能是（ ）
A. 气体分子动能的总和
B. 气体分子势能的总和
C. 气体分子动能和势能的总和
D. 与气体状态无关

6. 以下哪种过程是可逆过程（ ）
A. 摩擦生热过程
B. 气体自由膨胀过程
C. 准静态过程
D. 热传递过程

7. 对于理想气体的绝热过程，以下说法错误的是（ ）
A. 系统与外界无热量交换
B. 内能变化等于功
C. 温度不变
D. 熵不变

8. 水蒸气的定压发生过程不包括以下哪个阶段（ ）
A. 预热阶段
B. 汽化阶段
C. 过热阶段
D. 冷凝阶段

9. 湿空气的含湿量是指（ ）
A. 单位质量干空气所含的水蒸气质量
B. 单位体积湿空气所含的水蒸气质量
C. 湿空气中水蒸气的质量分数
D. 湿空气中干空气的质量分数

10. 热传递的三种基本方式不包括（ ）
A. 导热
B. 对流
C. 辐射
D. 扩散

第 II 卷
1. （10分）简述热力学第一定律的内容，并写出其数学表达式。

2. （10分）分析理想气体等温过程的特点，包括状态参数的变化情况。

3. （15分）有一热机工作于温度为127℃和27℃的两个热源之间，求该热机的最大效率。若该热机从高温热源吸收1000kJ的热量，求对外做的最大功。

4. （25分）材料：某动力工程中，有一气体在气缸内进行可逆膨胀过程。已知初始状态压力p1 = 5MPa，体积V1 = 0.1m³，温度T1 =
500K；终了状态压力p2 = 1MPa，体积V2 = 0.5m³。该气体可视为理想气体，其定压比热cp = 1.005kJ/(kg·K)，定容比热cv = 0.718kJ/(kg·K)。
问题：
（1）求该过程中气体对外做的功。
（2）求该过程中气体内能的变化。
（3）求该过程中气体吸收的热量。

5. （20分）材料：在某干燥过程中，湿空气的初始状态参数为：温度t1 = 30℃，相对湿度φ1 = 60%，压力p = 0.1MPa。经过干燥处理后，湿空气的相对湿度φ2 = 20%。已知30℃时水的饱和蒸汽压ps1 = 4.247kPa，10℃时水的饱和蒸汽压ps2 = 1.228kPa。
问题：
（1）求湿空气的初始含湿量d1。
（2）求湿空气的终了温度t2。
（3）若湿空气的流量为1000kg/h，求每小时除去的水分质量。

答案：
第 I 卷：1. B 2. B 3. B 4.C . 5.C 6.C 7.C 8.D 9.A 10.D
第 II 卷：1. 热力学第一定律指出，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。2. 理想气体等温过程中，温度不变，内能不变。压力与体积成反比，即p1V = p2V
2。对外做功W = p1V1ln(V
2/V1) = RTln(V2/V1)。3. 最大效率η = 1 - T2/T1 = 1 - 300/400 = 25%。对外做的最大功W = ηQ1 = 0.25×1000 = 250kJ。4. （1）W = p1V1 - p2V2 = 5×10^6×0.1 - 1×10^6×0.5 = 0kJ。（2）ΔU = mcV(T2 - T1)，由理想气体状态方程求m，再求T2，进而得ΔU。（3）Q = ΔU + W求热量。5. （1）d1 = 622φ1ps1/(p - φ1ps1)。（2）由d1 = d2，d2 = 622φ2ps2/(p - φ2ps2)求t2。（3）每小时除去水分质量m = 1000(d1 - d2)。