2025 年大学热能与动力工程（工程热力学）试题及答案

2025年大学热能与动力工程（工程热力学）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填写在括号内）1.热力学第零定律主要涉及到（）A.热平衡B.能量守恒C.熵增原理D.可逆过程2.理想气体的内能取决于（）A.压力B.温度C.体积D.比热3.定容过程中，工质吸收的热量主要用于（）A.增加内能B.对外做功C.维持压力不变D.提高温度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.工质性质D.高温和低温热源温度5.实际气体与理想气体的偏差主要体现在（）A.状态方程B.内能计算C.比热D.以上都是6.绝热节流过程中，工质的（）不变A.温度B.压力C.焓D.熵7.水蒸气的定压发生过程中，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8.对于朗肯循环，提高蒸汽初参数可使循环效率（）A.提高B.降低C.不变D.先提高后降低9.制冷系数的定义是（）A.制冷量与消耗功之比B.制冷量与放热量之比C.放热量与消耗功之比D.消耗功与制冷量之比10.湿空气的含湿量是指（）A.1kg干空气中所含的水蒸气质量B.1m³湿空气中所含的水蒸气质量C.湿空气的总质量与干空气质量之比D.湿空气的总质量与水蒸气质量之比二、多项选择题（总共5题，每题4分，每题至少有两个正确答案，请将正确答案填写在括号内）1.以下属于状态参数的有（）A.压力B.温度C.比容D.热量E.功2.影响气体比热的因素有（）A.气体种类B.温度C.压力D.比容E.过程3.以下哪些过程是可逆过程（）A.无摩擦的准静态过程B.等温过程C.绝热过程D.定压过程E.定容过程4.蒸汽动力循环中，提高循环热效率的方法有（）A.提高蒸汽初参数B.降低蒸汽终参数C.采用回热循环D.采用再热循环E.采用热电联产5.空气压缩制冷循环中，制冷系数与以下哪些因素有关（）A.高低温热源温度B.压缩比C.工质性质D.制冷量E.压缩机功率三、判断题（总共10题，每题2分，请判断对错，在括号内打“√”或“×”）1.只要系统与外界有能量交换，系统的状态就一定会发生变化。（）2.理想气体的比热是常数。（）3.可逆过程一定是准静态过程，准静态过程也一定是可逆过程。（）4.卡诺循环是由两个等温过程和两个绝热过程组成的。（）5.实际气体在压力较低、温度较高时，可近似看作理想气体。（）6.绝热过程中，工质与外界没有热量交换，但可以有功的交换。（）7.水蒸气的定温过程中，压力保持不变。（）8.回热循环可以提高蒸汽动力循环的热效率，是因为减少了冷源损失。（）9.制冷循环的制冷系数越大，制冷效果越好。（）10.湿空气的相对湿度越大，吸湿能力越强。（）四、简答题（总共3题，每题10分）1.简述热力学第一定律的内容，并说明其在工程中的应用2.分析卡诺循环的特点及意义3.说明蒸汽动力循环中采用回热循环的原理及优点五、计算题（总共2题，每题15分）1.已知某理想气体在定容过程中，初态压力\(p_1=0.5MPa\)，温度\(T_1=300K\)，吸收热量\(Q=100kJ\)，求终态温度\(T_2\)。（已知该理想气体的定容比热\(c_v=0.718kJ/(kg·K)\)）2.某蒸汽动力循环采用朗肯循环，蒸汽初参数为\(p_1=3MPa\)，\(t_1=400^{\circ}C\)，乏汽压力\(p_2=0.004MPa\)，求该循环的热效率。（已知蒸汽在初态的焓\(h_1=3230.9kJ/kg\)，在终态的焓\(h_2=2133.8kJ/kg\)，水在定压下的比热\(c_p=4.186kJ/(kg·K)\)，凝结水的焓\(h_3=121.4kJ/kg\)）答案1.选择题-1.A-2.B-3.A-4.D-5.D-6.C-7.D-8.A-9.A-10.A2.多项选择题-1.ABC-2.ABCDE-3.A-4.ABCDE-5.AB3.判断题-1.×-2.×-3.×-4.√-5.√-6.√-7.×-8.√-9.√-10.×4.简答题-1.热力学第一定律：能量既不能被创造，也不能被消灭，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。在工程中，可用于分析热机循环中的能量转换、计算工质在热力设备中的吸放热量等。-2.卡诺循环特点：由两个等温过程和两个绝热过程组成，是一种理想的可逆循环。意义：为提高热机效率指明了方向，其效率只与高低温热源温度有关，是热机效率的极限。-3.回热循环原理：利用汽轮机中做过部分功的蒸汽来加热凝结水。优点：减少了冷源损失，提高了给水温度，从而提高了循环热效率，还可减少锅炉受热面。5.计算题-1.解：根据定容过程热量计算公式\(Q=mc_v(T_2-T_1)\)，先求质量\(m\)，由理想气体状态方程\(p_1V=mRT_1\)，可得\(m=\frac{p_1V}{RT_1}\)，定容过程\(V\)不变，\(Q=mc_v(T_2-T_1)\)可化为\(Q=\frac{p_1V}{RT_1}c_v(T_2-T_1)\)，又\(Q=100kJ\)，\(p_1=0.5MPa\)，\(T_1=300K\)，\(c_v=0.718kJ/(kg·K)\)，解得\(T_2=573K\)。-2.解：朗肯循环热效率\(\eta=1-\frac{h_2-h_3}{h