2025 年大学能源与动力工程（热力工程）专业测试卷

2025年大学能源与动力工程（热力工程）专业测试卷

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、单项选择题（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.热力工程中，工质经历一个不可逆循环后，其熵变（）。A.大于零B.小于零C.等于零D.不确定2.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.高温和低温热源温度D.工质种类3.理想气体定容比热与定压比热的关系是（）。A.cv>cpB.cv<cpC.cv=cpD.不确定4.实际气体的内能是（）的函数。A.温度B.压力C.比容D.温度、压力和比容5.蒸汽动力循环中，提高朗肯循环效率的有效方法是（）。A.提高初温B.提高初压C.降低排汽压力D.以上都是6.对于渐缩喷管，当喷管出口压力（）临界压力时，气体在喷管中达到音速。A.大于B.小于C.等于D.不确定7.绝热节流过程中，工质的（）不变。A.温度B.压力C.比焓D.比熵8.热机从高温热源吸收热量Q1，向低温热源放出热量Q2，对外做功W，则热机效率η=（）。A.W/Q1B.W/Q2C.(Q1-Q2)/Q1D.(Q1-Q2)/Q29.下列哪种气体可视为理想气体（）。A.水蒸气B.二氧化碳C.氧气D.实际气体在压力不太高、温度不太低时10.活塞式内燃机定容加热理想循环的热效率与（）无关。A.压缩比B.定容升压比C.工质性质D.循环最高压力二、多项选择题（总共5题，每题4分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填写在括号内）1.以下属于热力工程中常见的热力过程的有（）。A.等温过程B.等压过程C.等容过程D.绝热过程E.多变过程2.提高蒸汽动力循环效率的途径有（）。A.采用回热循环B.采用再热循环C.采用热电联产D.提高蒸汽初参数E.降低蒸汽终参数3.气体在喷管中流动时，可能出现的流动状态有（）。A.亚音速流动B.音速流动C.超音速流动D.临界流动E.超临界流动4.以下哪些是实际气体与理想气体的区别（）。A.实际气体分子有体积B.实际气体分子间有相互作用力C.理想气体状态方程不适用于实际气体D.实际气体内能计算更复杂E.实际气体比热随状态变化5.热力工程中常用的状态参数有（）。A.温度B.压力C.比容D.内能E.焓F.熵三、判断题（总共10题，每题2分，请判断下列说法的正误，正确的打“√”，错误的打“×”）1.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。（）2.卡诺循环是由两个等温过程和两个绝热过程组成的。（）3.理想气体的比热是常数，与气体状态无关。（）4.蒸汽在汽轮机中膨胀做功是一个绝热过程。（）5.对于同一热机，其热效率可以大于1。（）6.绝热节流过程是一个等焓过程，也是一个可逆过程。（）7.气体在喷管中流速的增加是由于压力能转化为动能。（）8.提高蒸汽初温可以提高蒸汽动力循环效率，但会增加设备成本。（）9.实际气体在压力趋近于零、温度趋近于无穷大时可视为理想气体。（）10.热力系统经历一个循环后，其熵变不一定为零。（）四、简答题（总共3题，每题10分）1.简述卡诺定理的内容，并说明其对提高热机效率的指导意义。2.说明蒸汽动力循环中朗肯循环的工作过程及提高朗肯循环效率的方法。3.解释绝热节流过程中工质比焓不变的原因，并说明节流后温度可能发生变化的情况。五、计算题（总共2题，每题15分）1.已知某理想气体在初态时压力p1=1MPa，温度T1=3００K，比容v1=0.2m³/kg，经历一个可逆定压过程后，温度升高到T2=5００K。求该过程中气体吸收的热量、对外做的功以及内能的变化。（已知该理想气体定压比热cp=1.004kJ/(kg·K)）2.某蒸汽动力循环采用朗肯循环，蒸汽初压p1=3MPa，初温t1=400℃，排汽压力p2=5kPa。试计算该循环的热效率、汽轮机出口蒸汽干度以及循环的净功。（已知水蒸气热力性质参数：p1=3MPa，t1=400℃时，h1=3231.7kJ/kg，s1=6.923kJ/(kg·K)；p2=5kPa时，h2''=2561.6kJ/kg，h2'=137.8kJ/kg，s2'=0.476kJ/(kg·K)，s2''=8.395kJ/(kg·K)）答案：一、单项选择题1.C2.C3.B4.D5.D6.C7.C8.C9.D10.C二、多项选择题1.ABCDE2.ABCDE3.ABCD4.ABCDE5.ABCDEF三、判断题1.×2.√3.×4.×5.×6.×7.√8.√9.√10.×四、简答题1.卡诺定理内容：在相同的高温热源和低温热源之间工作的一切可逆热机，其效率都相等，与工作物质无关；在相同高温热源和低温热源之间工作的一切不可逆热机，其效率都小于可逆热机的效率。指导意义：明确了热机效率的极限，为提高热机效率指明了方向，即尽量减少不可逆因素，使实际循环接近可逆循环。2.朗肯循环工作过程：水在锅炉中定压加热成过热蒸汽，过热蒸汽进入汽轮机绝热膨胀做功，汽轮机排出的乏汽在凝汽器中定压凝结成水，凝结水经给水泵升压后再送回锅炉。提高朗肯循环效率的方法：提高蒸汽初参数（初温、初压），降低排汽压力。3.绝热节流过程中工质比焓不变原因：节流前后绝热，且无轴功输出，根据稳定流动能量方程可得比焓不变。节流后温度可能变化情况：对于理想气体，节流后温度不变；对于实际气体，节流后温度可能升高、降低或不变，取决于气体的性质和状态。五、计算题1.定压过程中气体吸收热量Qp=mcp(T2-T1)，m=v1/v=1/v1，v=RgT1/p1，Rg=8.314kJ/(kmol·K)/M，M可根据理想气体状态方程求出，这里设为已知。则Qp=1/v1×cp(T2-T1)。对外做功W=p1(v2-v1)=p1v1(T2/T1-1)。内能变化ΔU=mcv(T2-T1)，cv=cp-Rg，代入计算可得具体数值。2.先根据s1=s2，利用湿蒸汽熵公式s2=x2s2''+(1-x2)s2'求出汽