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2025年大学《能源与动力工程-工程热力学》考试参考题库及答案解析

单位所属部门：________姓名：________考场号：________考生号：________

一、选择题

1.工质在定压过程中吸热，其内能变化为（）

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，定压过程吸热Q等于内能变化ΔU加上对外做功W。由于定压过程做功W等于PΔV，且吸热Q大于零，因此内能变化ΔU必然大于零，即内能增大。

2.理想气体绝热膨胀过程中，其温度变化为（）

A.升高

B.降低

C.不变

D.无法确定

答案：B

解析：理想气体绝热膨胀过程中，没有热量交换Q等于零，且对外做功W大于零。根据热力学第一定律，内能变化ΔU等于Q减去W，因此ΔU小于零，即内能减小。对于理想气体，内能只与温度有关，内能减小则温度降低。

3.下列哪个过程是不可逆过程（）

A.理想气体等温膨胀

B.理想气体自由膨胀

C.理想气体定温压缩

D.理想气体绝热可逆膨胀

答案：B

解析：不可逆过程是指无法通过逆向操作将系统和环境恢复到原状态的过程。理想气体自由膨胀是一种典型的不可逆过程，因为膨胀后无法通过逆向等压压缩恢复到原状态，且环境也无法恢复原状态。

4.热机效率最高的理想循环是（）

A.卡诺循环

B.焦耳循环

C.蒸汽动力循环

D.燃气轮机循环

答案：A

解析：根据热力学第二定律，可逆热机的效率取决于高温热源和低温热源的温度，卡诺循环是理论上效率最高的可逆循环，其效率只与两个热源温度有关，不受工作介质影响。

5.气体的熵增加表示（）

A.气体温度升高

B.气体体积增大

C.气体混乱程度增加

D.气体压力降低

答案：C

解析：熵是描述系统混乱程度的物理量，熵增加表示系统混乱程度增加。气体的温度、体积和压力变化并不一定导致熵增加，只有当气体分子运动更加无序时，熵才会增加。

6.热力学温标是（）

A.摄氏温标

B.华氏温标

C.绝对温标

D.相对温标

答案：C

解析：热力学温标也称为开尔文温标或绝对温标，是理论上的温标，其零点为绝对零度，且温度间隔与摄氏温标相同。热力学温标是国际单位制中的基本单位之一。

7.气体的比热容是（）

A.单位质量气体温度升高1K所需的热量

B.单位体积气体温度升高1K所需的热量

C.单位质量气体温度升高1℃所需的热量

D.单位体积气体温度升高1℃所需的热量

答案：A

解析：比热容是指单位质量物质温度升高1K（或1℃）所需吸收或放出的热量。比热容是物质的热力学性质，与物质的种类和状态有关。

8.热力学第二定律的克劳修斯表述是（）

A.热量不能自动从低温物体传到高温物体

B.不可能从单一热源吸热并全部转化为功而不产生其他影响

C.热机效率不可能达到100%

D.熵在任何绝热过程中总是增加的

答案：A

解析：克劳修斯表述热力学第二定律为：热量不能自动从低温物体传到高温物体而不产生其他影响。这是对热传导方向性的描述，也是对第二类永动机不可能实现的热力学解释。

9.理想气体的内能只与（）

A.压力有关

B.体积有关

C.温度有关

D.状态有关

答案：C

解析：理想气体的内能是分子动能的总和，而分子动能只与温度有关，与气体的压力和体积无关。因此理想气体的内能只与温度有关，是温度的单值函数。

10.热力学第一定律的数学表达式是（）

A.Q=ΔU+W

B.ΔU=Q-W

C.W=Q-ΔU

D.ΔU=W-Q

答案：A

解析：热力学第一定律的数学表达式为Q=ΔU+W，其中Q表示系统吸收的热量，ΔU表示系统内能的变化，W表示系统对外做的功。这个表达式描述了热力学过程中能量守恒的关系。

11.理想气体在定温过程中，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：理想气体的内能只与温度有关。在定温过程中，温度保持不变，因此理想气体的内能也保持不变。尽管气体可能发生体积变化或压力变化，并对外做功或外界对气体做功，但内能的变化量ΔU等于零。

12.热机在完成一个循环后，其内部工质的状态（）

A.发生变化

B.不发生变化

C.可能发生变化

D.无法确定

答案：B

解析：热机完成一个循环后，工质会从初始状态经过一系列状态变化后回到初始状态。根据循环的定义，循环结束时装置恢复到初始状态，因此内部工质的状态也恢复到初始状态，不发生变化。

13.熵增原理适用于（）

A.可逆过程

B.不可逆过程

C.循环过程

D.所有过程

答案：B

解析：熵增原理指出，对于孤立系统，任何自发过程都会导致系统的熵增加，即ΔS≥0。对于可逆过程，系统的熵不变；对于不可逆过程，系统的熵增加。因此，熵增原理适用于不可逆过程。注