2025年大学一年级（热能技术）热能操作基础阶段测试试题及答案.doc

2025年大学一年级（热能技术）热能操作基础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）
（总共6题，每题5分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内）
w1. 以下哪种能源不属于热能技术中常见的一次能源？（ ）
A. 煤炭 B. 电力 C. 天然气 D. 石油
w2. 热能传递的基本方式不包括以下哪一项？（ ）
A. 热传导 B. 热对流 C. 热辐射 D. 热转化
w3. 热机效率的计算公式是（ ）
A. η = W/Q1 B. η = Q2/Q1 C. η = W/Q2 D. η = Q1/W
w4. 以下哪种设备不是常见的热能转换设备？（ ）
A. 锅炉 B. 汽轮机 C. 发电机 D. 压缩机
w5. 当温度升高时，气体的内能（ ）
A. 减小 B. 不变 C. 增大 D. 先增大后减小
w6. 卡诺循环由哪几个过程组成？（ ）
A. 等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩、绝热压缩
B. 等温膨胀、等温压缩、绝热膨胀、绝热压缩
C. 绝热膨胀、等温压缩、绝热压缩、等温膨胀
D. 绝热膨胀、绝热压缩、等温膨胀、等温压缩

第II卷（非选择题 共70分）
w7. （10分）简述热能技术中热传导的原理。
w8. （15分）分析提高热机效率的主要途径有哪些？
w9. （15分）材料：在一个热力系统中，有一定质量的气体，初始状态下压强为P1，体积为V1，温度为T1。经过一系列变化后，压强变为P2，体积变为V2，温度变为T2。已知该过程中气体吸收了Q的热量，对外做功为W。
问题：请根据理想气体状态方程和热力学第一定律，推导该过程中气体内能的变化公式。
w10. （20分）材料：某工厂的一台热机，采用煤炭作为燃料，煤炭的热值为q。热机工作时，将煤炭燃烧释放的热量一部分转化为机械能对外做功，另一部分热量散失到周围环境中。已知热机消耗的煤炭质量为m，对外做功为W，热机的效率为η。
问题：（1）请写出该热机燃烧煤炭释放的热量公式。（2）根据已知条件，推导该热机效率的表达式。
w11. （20分）材料：在一个密闭的容器中，有一定质量的理想气体。对气体进行加热，气体吸收了Q的热量，体积膨胀对外做功为W。已知气体的比热容为C，初始温度为T1，末温度为T2。
问题：（1）请根据热力学第一定律，计算气体内能的变化量。（2）若容器中的气体为双原子分子气体，求气体内能变化量的具体表达式（已知双原子分子气体的内能公式U = 5/2 RT）。

答案：w1.B；w2.D；w3.A；w4.D；w5.C；w6.A；w7.热传导是指热量从物体的高温部分向低温部分传递，或者从高温物体向低温物体传递的过程。其原理是基于分子的热运动，高温部分分子的动能较大，通过分子间的碰撞，将能量传递给低温部分的分子，从而实现热量的传递。w8.提高热机效率的主要途径有：一是尽量减少热量损失，例如采用良好的绝热材料，减少热机与外界的热交换；二是提高高温热源的温度，温度差越大，热机能够利用的热量就越多；三是降低低温热源的温度，但实际中这往往受到环境等因素限制；四是优化热机的工作过程，减少不可逆损失，例如采用更接近理想循环的工作过程。w9.理想气体状态方程为PV = nRT。热力学第一定律为ΔU = Q - W。由理想气体状态方程可得初始状态nRT1 = P1V1，末状态nRT2 = P2V2。内能变化量ΔU = Q - W，将理想气体状态方程代入可得ΔU = Q - W = (P2V2 - P1V1)。w10.（1）燃烧煤炭释放的热量公式为Q放 = mq。（2）热机效率η = W/Q放，将Q放 = mq代入可得η = W/(mq)。w11.（1）根据热力学第一定律，气体内能变化量ΔU = Q - W。（2）对于双原子分子气体，内能公式U = 5/2 RT，温度变化量ΔT = T2 - T1，所以内能变化量ΔU = 5/2 nR(T2 - T1)。由理想气体状态方程PV = nRT，可得n = PV/(RT)，代入内能变化量公式可得ΔU = 5/2 (P2V2 - P1V1)/R 。