2025年大学本科一年级（能源与动力工程）工程热力学基础阶段测试试题及答案

2025年大学本科一年级（能源与动力工程）工程热力学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40分）答题要求：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4分)1.工程热力学中，闭口系统是指（）A.系统与外界无物质交换B.系统与外界无能量交换C.系统与外界既无物质交换也无能量交换D.系统内质量保持恒定2.热力学能的主要组成部分不包括（）A.分子动能B.分子势能C.化学能D.宏观动能3.理想气体的状态方程为（）A.pV=mRTB.pV=nRTC.pV=RTD.pV=MRT4.定容比热容cv与定压比热容cp的关系是（）A.cp>cvB.cp<cvC.cp=cvD.不确定5.可逆过程的特点不包括（）A.过程进行时无任何耗散效应B.过程可以沿原路径逆向进行恢复到初始状态C.系统和外界都能恢复到初始状态D.过程进行得无限缓慢6.卡诺循环的热效率只取决于（）A.高温热源温度B.低温热源温度C.高温热源和低温热源温度D.循环的工质7.熵是（）A.状态参数B.过程量C.强度量D.广延量8.绝热节流过程中，工质的（）不变A.温度B.压力C.焓D.熵9.水蒸气的定压发生过程不包括（）A.预热阶段B.汽化阶段C.过热阶段D.冷凝阶段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.1kg湿空气中所含的水蒸气质量D.湿空气中水蒸气的质量分数第II卷（非选择题共60分）二、填空题（每题3分，共15分）1.工程热力学的研究对象是______________________。2.热力学第零定律为______________________。3.理想气体的内能是______________________的单值函数。4.实际气体在______________________条件下可近似看作理想气体。5.朗肯循环由______________________、______________________两个定压过程和______________________、______________________两个绝热过程组成。三、简答题（每题5分，共15分）1.简述准静态过程的概念。2.简述卡诺定理的内容。3.简述水蒸气定压发生过程中各阶段的特点。四、计算题（每题10分，共20分）材料：一定质量的理想气体，初始状态参数为p1=0.5MPa，V1=0.1m³，T1=300K。经过一个可逆定温过程，体积膨胀到V2=0.2m³。已知该理想气体的比热容cv=0.718kJ/(kg·K)，R=0.287kJ/(kg·K)。1.求气体在该过程中吸收的热量。2.求气体在该过程中对外做的功。五、分析论述题（10分）材料：在能源动力工程中，经常会涉及到各种热力循环。请分析比较朗肯循环和卡诺循环在实际应用中的优缺点，并说明它们各自适用的场合。答案：第I卷1.A2.D3.A4.A5.D6.C7.A8.C9.D10.A第II卷二、1.能量的传递和转换规律以及工质的热力性质2.如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡(温度相同)，则它们彼此也必定处于热平衡3.温度4.压力不太高、温度不太低5.定压加热、定压放热、绝热膨胀、绝热压缩三、1.准静态过程是指过程进行得非常缓慢，使系统在过程中随时都无限接近平衡状态的过程。2.卡诺定理内容为：在两个不同温度的恒温热源间工作的所有热机，以可逆热机的热效率为最高；在两个不同温度的恒温热源间工作的一切可逆热机，其热效率都相等，与工质的性质无关，且等于工作在这两个热源间的卡诺循环的热效率。3.预热阶段：水被加热，温度升高，比体积增大，但仍为液态；汽化阶段：水吸收汽化潜热变成水蒸气，温度不变，比体积急剧增大；过热阶段：水蒸气继续吸热，温度升高，比体积继续增大。四、1.首先求气体质量m=p1V1/(RT1)=0.5×10^6×0.1/(0.287×10^3×300)≈0.57kg。定温过程中，理想气体内能不变，根据q=w=mRTln(V2/V1)=0.57×0.287×10^3×300×ln(0.2/0.1)≈33.7kJ。2.由上述计算可知，气体对外做的功w=33.7kJ。五、朗肯循环优点：设备简单，技术成熟，