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2025年大学《能源与环境系统工程-工程热力学》考试备考题库及答案解析

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一、选择题

1.工质在定压过程中吸热，其内能的变化为（）

A.增大

B.减小

C.不变

D.无法确定

答案：A

解析：根据热力学第一定律，定压过程的热力学能变化等于焓变减去对外做功。由于定压过程对外做功不为零，且吸热，因此内能必然增大。

2.热力学第二定律的克劳修斯表述为（）

A.热量可以从低温物体传到高温物体

B.不可能从单一热源吸热并完全转化为功而不产生其他影响

C.热机的效率可以达到100%

D.热量传递具有方向性

答案：D

解析：克劳修斯表述指出热量传递具有方向性，自发的热传递总是从高温物体传向低温物体，而不能自发地反向进行。

3.理想气体的定容比热容和定压比热容的关系为（）

A.cvcp

B.cvcp

C.cv=cp

D.无法比较

答案：B

解析：根据热力学公式，定压过程比定容过程多吸收的热量用于增加气体对外做功，因此定压比热容大于定容比热容。

4.热机在完成一个循环后，其循环效率的提高可以通过（）

A.提高高温热源温度

B.降低低温热源温度

C.增加循环次数

D.改变工质种类

答案：A

解析：根据卡诺定理，可逆热机的效率只取决于高温热源和低温热源的温度，提高高温热源温度可以提高循环效率。

5.气体的绝热过程是指（）

A.与外界没有热量交换的过程

B.系统温度不变的过程

C.系统压强不变的过程

D.系统体积不变的过程

答案：A

解析：绝热过程是指系统与外界没有热量交换的过程，但系统内部可以发生能量转化，如内能和机械能的转化。

6.热力学温标是一种（）

A.摄氏温标的倍数形式

B.理论温标

C.实用温标

D.与理想气体无关的温标

答案：B

解析：热力学温标是一种理论温标，基于卡诺循环的热力学第二定律定义，与理想气体无关，具有绝对性。

7.热力学系统的状态参数中，具有绝对零点的参数是（）

A.压强

B.温度

C.体积

D.焓

答案：B

解析：温度是具有绝对零点的状态参数，零开尔文（绝对零度）是理论上的最低温度。

8.理想气体状态方程为（）

A.pv=nRT

B.pV=RT

C.pV=nR

D.pv=RT

答案：A

解析：理想气体状态方程为pv=nRT，其中p为压强，v为比容，n为物质的量，R为气体常数，T为热力学温度。

9.热力学第二定律的熵增原理表述为（）

A.孤立系统的熵永不减少

B.孤立系统的熵永不增加

C.隔离系统的熵永不变化

D.隔离系统的熵可以增加也可以减少

答案：A

解析：熵增原理指出，孤立系统的熵永不减少，自发过程总是朝着熵增加的方向进行，平衡状态时熵达到最大值。

10.热机在循环过程中，其输出的净功等于（）

A.从高温热源吸收的热量

B.向低温热源放出的热量

C.从高温热源吸收的热量减去向低温热源放出的热量

D.系统内能的增加量

答案：C

解析：根据热力学第一定律，热机输出的净功等于从高温热源吸收的热量减去向低温热源放出的热量，这是能量守恒的体现。

11.理想气体经历等温膨胀过程，其内能变化为（）

A.增大

B.减小

C.不变

D.无法确定

答案：C

解析：理想气体的内能仅与温度有关。等温过程温度不变，因此理想气体的内能也不变。

12.热力学第一定律的数学表达式为（）

A.Q=W

B.Q=ΔU

C.ΔU=Q-W

D.W=ΔU-Q

答案：C

解析：热力学第一定律表述为能量守恒定律，其表达式为ΔU=Q-W，即系统内能的增加量等于从外界吸收的热量减去对外界做的功。

13.热机循环中，工质从高温热源吸热的过程通常在（）

A.初态

B.终态

C.等温过程

D.绝热过程

答案：C

解析：在典型的热机循环中，如朗肯循环，工质在锅炉中吸收热量，发生等温或近似等温膨胀，温度较高，因此吸热过程通常发生在等温过程中或接近等温的过程。

14.热力学零定律揭示了（）

A.热量传递的方向性

B.熵增原理

C.温度概念的确定基础

D.能量守恒定律

答案：C

解析：热力学零定律指出，如果两个热力学系统分别与第三个热力学系统处于热平衡状态，则这两个系统之间也必定处于热平衡状态。这一定律奠定了温度测量的理论基础，揭示了温度概念的确定性和比较的可能性。

15.熵是一个（）

A.强度性质

B.量度性质

C.状态参数

D.过程参数

答案：C

解析：熵是热力学系统的一个状态参数，其值仅取决于系统的当前状态，与系统如何达到该状态的过程无关。

16.关于卡诺循环，下列说法正确的是（）

A.它是一个可逆循环

B.它的效率最高

C