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2025年大学《氢能科学与工程-工程热力学》考试模拟试题及答案解析

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

一、选择题

1.氢气在定压过程中吸收热量，其内能变化（）

A.增加

B.减少

C.不变

D.无法确定

答案：A

解析：根据热力学第一定律，系统内能的变化等于系统吸收的热量减去对外做的功。在定压过程中，氢气吸收热量，若没有对外做功或对外做功小于吸收的热量，则内能增加。

2.理想气体在绝热过程中进行压缩，其温度变化（）

A.降低

B.升高

C.不变

D.无法确定

答案：B

解析：绝热过程中，系统不与外界交换热量。对于理想气体，压缩过程外界对系统做功，根据热力学第一定律，系统内能增加，温度升高。

3.水蒸气在定温过程中膨胀，其焓变化（）

A.增加

B.减少

C.不变

D.无法确定

答案：A

解析：定温过程中，温度不变。对于水蒸气，膨胀过程对外做功，根据热力学第一定律，系统吸收热量，焓值增加。

4.理想气体的比热容比k值（）

A.大于1

B.小于1

C.等于1

D.无法确定

答案：A

解析：比热容比k是定压比热容与定容比热容的比值。对于理想气体，定压比热容大于定容比热容，因此k值大于1。

5.热力学第二定律的克劳修斯表述是（）

A.热量可以自动从低温物体传到高温物体

B.热量不可以自动从低温物体传到高温物体

C.热量可以从高温物体传到低温物体

D.热量可以从高温物体传到低温物体，也可以从低温物体传到高温物体

答案：B

解析：克劳修斯表述指出，热量不可以自动从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化。这体现了热力学第二定律的不可逆性。

6.理想气体绝热膨胀过程中，其熵变化（）

A.增加

B.减少

C.不变

D.无法确定

答案：C

解析：绝热过程中，系统与外界没有热量交换。对于理想气体的可逆绝热过程，根据热力学第二定律，熵不变。

7.水蒸气在定压过程中吸热，其体积变化（）

A.减小

B.增大

C.不变

D.无法确定

答案：B

解析：定压过程中，压力不变。水蒸气吸热后，分子动能增加，体积膨胀。

8.理想气体的内能只与（）有关

A.压力

B.体积

C.温度

D.熵

答案：C

解析：理想气体的内能是分子动能的总和，只与气体的温度有关，与压力、体积、熵等状态参数无关。

9.热机效率最高的是（）

A.卡诺热机

B.蒸汽机

C.内燃机

D.燃气轮机

答案：A

解析：根据热力学第二定律，可逆热机的效率最高，其中卡诺热机是理论上效率最高的热机。

10.水蒸气在定温过程中放热，其熵变化（）

A.增加

B.减少

C.不变

D.无法确定

答案：B

解析：定温过程中，温度不变。水蒸气放热后，分子动能减少，根据热力学第二定律，熵减少。

11.理想气体经过一个不可逆绝热膨胀过程，其熵变化（）

A.增加

B.减少

C.不变

D.无法确定

答案：A

解析：根据热力学第二定律，不可逆过程会导致系统熵的增加。绝热过程中系统与外界无热量交换，但由于过程不可逆，系统的熵会增加。

12.水蒸气在定熵过程中膨胀，其温度变化（）

A.增加

B.减少

C.不变

D.无法确定

答案：B

解析：定熵过程即熵值不变的过程。对于水蒸气，膨胀过程对外做功，若熵不变，则根据热力学定律，温度必然降低。

13.热力学循环的目的是（）

A.获得最大的热量

B.获得最大的功

C.使系统熵不变

D.使系统内能不变

答案：B

解析：热力学循环的主要目的是将热能转化为功。在实际应用中，如热机循环，其核心目标是在吸收热量的同时输出尽可能多的功。

14.理想气体在定容过程中吸热，其温度变化（）

A.降低

B.升高

C.不变

D.无法确定

答案：B

解析：定容过程中，体积不变，系统不对外做功。吸收的热量全部用于增加系统的内能，导致温度升高。

15.水蒸气在定温定压过程中膨胀，其焓变化（）

A.增加

B.减少

C.不变

D.无法确定

答案：A

解析：定温定压过程中，温度和压力均不变。水蒸气膨胀过程中对外做功，根据热力学第一定律，系统需要吸收热量来补偿做功的能量，导致焓值增加。

16.热机在循环中，从高温热源吸热100kJ，向低温热源放热40kJ，其对外做功（）

A.40kJ

B.60kJ

C.100kJ

D.140kJ

答案：B

解析：根据热力学第一定律，循环中热机对外做的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。因此，做功为100kJ-40kJ=60kJ。

17.理想气体的定压比热容与定容比热容的关系是（）

A.c_pc_v

B.c_pc_v

C.c_p=c