2025年能源与动力工程师考试试题及答案

2025年能源与动力工程师考试试题及答案一、热力学基础

要求：考察考生对热力学基本概念、定律和方程的理解与应用。

1.简述热力学第一定律的内容，并举例说明其应用。

2.什么是热力学第二定律？请简述其两种表述方式。

3.热力学第三定律的主要内容是什么？

4.热力学状态方程有哪些？请分别说明其适用范围。

5.什么是热力学势？常见的热力学势有哪些？

6.热力学平衡条件有哪些？

二、流体力学

要求：考察考生对流体力学基本概念、性质和流动规律的理解与应用。

1.什么是流体？请简述流体的主要性质。

2.什么是流体力学？请列举流体力学的研究内容。

3.什么是流体的连续性方程？请推导其表达式。

4.什么是伯努利方程？请推导其表达式。

5.什么是流体的粘性？请简述粘性流体的流动规律。

6.什么是湍流？请简述湍流的特点。

三、传热学

要求：考察考生对传热学基本概念、传热方式及传热计算的理解与应用。

1.什么是传热？请简述传热的分类。

2.什么是传热系数？请简述其影响因素。

3.传导传热有哪些特点？请举例说明传导传热的应用。

4.对流传热有哪些特点？请举例说明对流传热的应用。

5.辐射传热有哪些特点？请举例说明辐射传热的应用。

6.如何计算复杂传热问题？

四、能量转换与利用

要求：考察考生对能量转换与利用基本原理、设备和技术的研究与应用。

1.能量转换与利用的基本原理是什么？

2.请简述热力发电的基本流程。

3.请简述热力循环的效率计算方法。

4.请简述内燃机的工作原理。

5.请简述风能、太阳能等可再生能源的利用方法。

6.能源转换与利用过程中有哪些节能减排措施？

本次试卷答案如下：

一、热力学基础

1.热力学第一定律的内容是能量守恒定律，即在封闭系统中，能量既不能被创造也不能被消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。应用示例：在热机中，燃料燃烧产生的内能转化为机械能。

2.热力学第二定律有熵增原理和热机效率原理两种表述方式。熵增原理指出，一个孤立系统的总熵不会减少，而是趋于增加或保持不变。热机效率原理指出，不可能制造出效率为100%的热机。

3.热力学第三定律的主要内容是：在绝对零度时，所有纯物质的完美晶体的熵值为零。

4.热力学状态方程包括理想气体状态方程（PV=nRT）、范德瓦尔斯方程等。理想气体状态方程适用于理想气体，而范德瓦尔斯方程适用于实际气体。

5.热力学势是描述系统状态的热力学函数，常见的有亥姆霍兹自由能（F）和吉布斯自由能（G）。亥姆霍兹自由能用于描述等温等体过程中的自发变化，而吉布斯自由能用于描述等温等压过程中的自发变化。

6.热力学平衡条件包括：热平衡、力学平衡和相平衡。热平衡是指系统内部温度均匀；力学平衡是指系统内部压力相等；相平衡是指系统内部不同相的物质的化学势相等。

二、流体力学

1.流体是指可以流动的物质，具有流动性、可压缩性和粘性等性质。

2.流体力学是研究流体运动规律及其应用的科学，包括流体静力学和流体动力学。

3.流体的连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的表述，表达式为：ρ₁A₁v₁=ρ₂A₂v₂，其中ρ是流体密度，A是流体截面积，v是流体速度。

4.伯努利方程是描述流体在流动过程中能量守恒的方程，表达式为：P+1/2ρv²+ρgh=常数，其中P是流体压力，ρ是流体密度，v是流体速度，g是重力加速度，h是流体高度。

5.流体的粘性是指流体内部阻碍流动的性质，粘性流体的流动规律通常需要使用Navier-Stokes方程来描述。

6.湍流是一种复杂的流动状态，具有随机性和多尺度特征。湍流的特点包括能量传递迅速、涡流丰富、速度分布复杂等。

三、传热学

1.传热是指热量从高温区域传递到低温区域的过程，分为传导传热、对流传热和辐射传热三种方式。

2.传热系数是衡量材料传热能力的物理量，其影响因素包括材料的热导率、厚度、温度差等。

3.传导传热的特点是热量在固体内部从高温向低温传递，如热传导公式Q=kAΔT/(d)，其中Q是热量，k是热导率，A是面积，ΔT是温度差，d是厚度。

4.对流传热的特点是热量通过流体流动从高温向低温传递，如对流传热系数α=q/(hAΔT)，其中q是热量，h是对流传热系数，A是面积，ΔT是温度差。

5.辐射传热的特点是热量通过电磁波从高温物体传递到低温物体，如辐射传热公式Q=σAT⁴，其中Q是热量，σ是斯特藩-玻尔兹曼常数，A是面积，T是绝对温度。

6.复杂传热问题的计算通常需要使用数值方法，如有限差分法、有限元法等。

四、能量转换与利用

1.能量转换与利用的基本原理是利用热力学和物理学的原理将一种形式的能量转化为另一种形式的能量，以满足生产和生活的需要。

2.热力发电的基本流程包括燃料燃烧、热能转化为机械能、机械能转化为电能等步骤。

3.热力循环的效率计算方法是通过卡诺效率公式η=1-T₂/T₁，其中η是效率，T₁是高温热源温度，T₂是低温冷源温度。

4.内燃机的工作原理是利用燃料在