2025年大学一年级（能源与动力工程）热能转换试题及答案.doc

2025年大学一年级（能源与动力工程）热能转换试题及答案

（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10题，每题3分，每题给出的选项中，只有一项符合题目要求)
1. 热能转换的基本形式不包括以下哪种？（ ）
A. 热能与机械能的转换
B. 热能与电能的转换
C. 热能与化学能的转换
D. 热能与核能的转换
2. 以下哪种设备主要用于实现热能与机械能的转换？（ ）
A. 发电机
B. 锅炉
C. 汽轮机
D. 电池
3. 卡诺循环的效率只与以下哪个因素有关？（ ）
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
4. 热机效率的计算公式为（ ）
A. η = W/Q1
B. η = Q2/Q1
C. η = (Q1 - Q2)/Q1
D. η = W/Q2
5. 以下哪种现象不属于热能传递的方式？（ ）
A. 传导
B. 对流
C. 辐射
D. 摩擦
6. 对于理想气体，内能的变化只与（ ）有关。
A. 温度
B. 压力
C. 体积
D. 质量
7. 以下哪种循环是实际热机中最常用的循环？（ ）
A. 卡诺循环
B. 朗肯循环
C. 布雷顿循环
D. 奥托循环
8. 提高热机效率的有效途径不包括（ ）
A. 提高高温热源温度
B. 降低低温热源温度
C. 减少散热损失
D. 增加工质质量
9. 以下哪种设备可用于将热能转换为电能？（ ）
A. 内燃机
B. 燃气轮机
C. 蒸汽轮机
D. 热电站
10. 热力学第一定律的数学表达式为（ ）
A. ΔU = Q + W
B. ΔU = Q - W
C. Q = ΔU + W
D. W = ΔU + Q

第 II 卷（非选择题，共70分）
填空题（共20分）
请在横线上填写正确答案。(总共10空，每空2分)
1. 热能是指物体内部大量分子的______运动所具有的能量。
2. 热机是将______转换为机械能的装置。
3. 卡诺循环由两个______过程和两个______过程组成。
4. 热传递的三种基本方式是______、______和______。
5. 理想气体的状态方程为______。
6. 热力学第二定律表明，热量不能自发地从______物体传向______物体。
7. 提高朗肯循环效率的方法有提高______温度、降低______温度等。
8. 热电联产是将______和______联合生产的一种能源利用方式。
9. 热泵是一种能将______从低温物体转移到高温物体的装置。
10. 能源按其形成和来源可分为______能源和______能源。

简答题（共20分）
简要回答下列问题。(总共4题，每题5分)
1. 简述热能转换的重要性。
2. 说明卡诺循环效率的理论意义。
3. 列举三种常见的热传递强化方法。
4. 简述提高热机效率的主要措施。

论述题（共15分）
结合实际，论述热能转换技术在能源利用中的作用和发展趋势。(要求论述清晰，逻辑连贯，150字到200字之间)

材料分析题（共15分）
阅读以下材料，回答问题。
材料：随着能源需求的不断增长和对环境保护要求的提高，热能转换技术面临着新的挑战和机遇。新型的热能转换材料和高效的转换设备不断涌现。例如，一些新型的热电材料能够实现更高效率的热能与电能转换。同时，智能控制技术在热能转换系统中的应用也越来越广泛，有助于提高系统的运行效率和稳定性。
问题：请分析新型热能转换材料和智能控制技术对热能转换技术发展的影响。(要求分析合理，150字到200字之间)

答案：
第 I 卷答案
1. D
2. C
3. D
4. C
5. D
6. A
7. B
8. D
9. D
10. A

第 II 卷答案
填空题答案
1. 无规则
2. 热能
3. 等温、绝热
4. 传导、对流、辐射
5. pV = nRT
6. 低温、高温
7. 蒸汽初、排汽
8. 发电、供热
9. 热量
10. 一次、二次

简答题答案
1. 热能转换的重要性在于它是实现能源有效利用的关键环节。通过热能转换，可将自然界中的各种能源转化为人们所需的电能、机械能等，满足工业、生活等各方面的需求，推动社会发展和进步。
2. 卡诺循环效率的理论意义在于它给出了热机效率的极限值。任何实际热机的效率都不可能超过卡诺循环效率，这为热机的改进和发展提供了理论上限和努力方向。
3. 常见的热传递强化方法有：增加传热面积，如采用翅片管等；提高传热系数，如强化流体的流动；改变传热表面状况，如采用粗糙表面等。
4. 提高热机效率的主要措施有：提高高温热源温度，降低低温热源温度，减少各种损失，如散热损失、摩擦损失等，采用高效的循环方式和工质等。

论述题答案
热能转换技术在能源利用中起着核心作用。它能将不同形式能源转化为可用能，如火力发电将热能转化为电能。其发展趋势包括：不断研发高效材料提升转换效率；结合智能控制实现系统精准调控；适应新能源发展，如与太阳能、风能等互补，提高能源综合利用效率，推动能源清洁低碳发展。

材料分析题答案
新型热能转换材料能提高热能与电能转换效率，使能源利用更高效。智能控制技术可精准调控热能转换系统，提升运行效率与稳定性。二者共同推动热能转换技术向高效、智能方向发展，有助于满足能源需求增长和环保要求，促进能源领域创新变革，更好地服务社会经济发展。