中级热工考试题目及答案解析

中级热工考试精选题目及答案解析

一、单选题（每题1分，共12分）

1.燃气轮机热力循环中，提高循环效率的主要途径是（）A.降低排烟温度B.提高进口压力C.增加压气机级数D.提高燃烧温度【答案】A【解析】降低排烟温度可以有效提高燃气轮机循环热效率

2.工质在定熵过程中，其熵值将（）A.增加B.减少C.不变D.无法确定【答案】C【解析】定熵过程是理想可逆绝热过程，熵值不变

3.热力学第二定律的克劳修斯表述为（）A.热量不能自发的从低温物体传到高温物体B.不可能从单一热源吸热使之完全变成有用功而不产生其他影响C.热机的效率不可能达到100%D.热量总是从高温物体传向低温物体【答案】A【解析】克劳修斯表述指出了热传递的方向性规律

4.水蒸气在定压下冷却，其（）A.内能增加B.焓不变C.熵减少D.比容增加【答案】C【解析】冷却过程为放热过程，熵值减小

5.下列哪种热力过程是不可逆过程？（）A.理想气体定温膨胀B.理想气体绝热膨胀C.液体在压强作用下汽化D.热机做功过程【答案】C【解析】相变过程存在不可逆性

6.燃气轮机的主要损失不包括（）A.燃烧损失B.漏气损失C.机械摩擦损失D.风阻损失【答案】A【解析】燃烧损失属于化学损失，其他均为机械损失

7.蒸汽朗肯循环中，提高循环效率的主要途径是（）A.提高蒸汽初温B.降低蒸汽初压C.提高蒸汽终压D.增加锅炉给水温度【答案】A【解析】提高初温能有效提高朗肯循环效率

8.热力学温标与摄氏温标的关系为（）A.T=t+

273.15B.T=t-

273.15C.T=2t+

273.15D.T=

0.5t+

273.15【答案】A【解析】热力学温标与摄氏温标的换算关系

9.理想气体经过定容过程，其温度与压强的关系为（）A.T↑,p↑B.T↓,p↓C.T↑,p↓D.T↓,p↑【答案】A【解析】定容过程中，温度升高压强也相应升高

10.燃气轮机压气机的主要损失形式是（）A.燃烧损失B.漏气损失C.机械摩擦损失D.风阻损失【答案】B【解析】压气机主要损失为气体泄漏损失

11.热力学第一定律的数学表达式为（）A.Q=ΔU+WB.Q=ΔH-WC.ΔU=Q-WD.ΔS=Q/T【答案】A【解析】热力学第一定律的表达式为热量等于内能变化与功之和

12.燃气轮机燃烧室的主要功能是（）A.增加气体压强B.冷却气体C.加热气体D.做功【答案】C【解析】燃烧室的主要功能是加热工质

二、多选题（每题3分，共18分）

1.热力学第二定律的推论包括（）A.不可能从单一热源吸热使之完全变成有用功而不产生其他影响B.热量不能自发的从低温物体传到高温物体C.可逆循环的热效率等于逆循环的制冷系数D.热机的效率不可能达到100%【答案】A、B、D【解析】C选项表述错误，热效率与制冷系数没有直接关系

2.燃气轮机热力循环中，提高循环效率的途径包括（）A.降低排烟温度B.提高进口压力C.增加压气机级数D.提高燃烧温度【答案】A、B、D【解析】增加压气机级数会降低效率，不是提高途径

3.理想气体定熵过程的特征包括（）A.过程中内能不变B.过程中焓不变C.过程中熵不变D.过程中温度不变【答案】C【解析】定熵过程熵值不变，其他选项描述错误

4.蒸汽朗肯循环的改进措施包括（）A.采用再热循环B.采用抽汽回热循环C.提高蒸汽初温D.降低蒸汽初压【答案】A、B、C【解析】降低初压会降低效率，不是改进措施

5.燃气轮机主要部件包括（）A.压气机B.燃烧室C.涡轮D.凝汽器【答案】A、B、C【解析】凝汽器是蒸汽轮机部件，不是燃气轮机部件

6.热力学基本方程包括（）A.U=UT,VB.H=HT,pC.S=ST,pD.S=SU,p【答案】A、B、C【解析】D选项中熵的表达式不完整

三、填空题（每题2分，共12分）

1.燃气轮机循环中，压气机消耗的功称为______功【答案】压缩

2.热力学第二定律的克劳修斯表述指出热量不能自发的从______物体传到______物体【答案】低温；高温

3.理想气体定温过程中，其内能______，焓______【答案】不变；不变

4.燃气轮机燃烧室出口温度过高会导致______和______增加【答案】热损失；材料损坏

5.热力学第一定律的实质是______的守恒定律【答案】能量

6.蒸汽朗肯循环的效率主要取决于______、______和______【答案】初温；初压；终压

四、判断题（每题1分，共10分）

1.热力学第二定律的克劳修斯表述与开尔文表述是等价的（）【答案】（√）【解析】两种表述描述了热力学过程的方向性，是等价的

2.理想气体定熵过程也是可逆过程（）【答案】（√）【解析】理想气体的定熵过程既无摩擦又无耗散，是可逆的

3.燃气轮机循环的效率一定高于同等条件下的蒸汽朗肯循环（）【答案】（×）【解析】在相同条件下，燃气轮机循环效率通常低于朗肯循环

4.热力学第一定律适用于所有热力过程（）【答案】（√）【解析】能量守恒定律适用于所有热力过程

5.理想气体定压过程中，其比容与温度成正比（）【答案】（√）【解析】根据理想气体状态方程PV=nRT，定压过程V与T成正比

6.燃气轮机燃烧室中的燃烧过程是不可逆过程（）【答案】（√）【解析】燃烧过程存在化学不可逆性

7.热力学温标是绝对温标，其零点是绝对零度（）【答案】（√）【解析】热力学温标与理想气体温标一致，零度为绝对零度

8.理想气体定温过程中，其内能变化为零（）【答案】（√）【解析】理想气体内能只与温度有关，定温过程内能不变

9.蒸汽朗肯循环中，提高蒸汽初温可以提高循环效率（）【答案】（√）【解析】提高初温能有效提高朗肯循环效率

10.燃气轮机压气机中的损失主要是摩擦损失（）【答案】（×）【解析】压气机主要损失为漏气损失，摩擦损失相对较小

五、简答题（每题3分，共12分）

1.简述热力学第二定律的克劳修斯表述及其物理意义【答案】热力学第二定律的克劳修斯表述为热量不能自发的从低温物体传到高温物体其物理意义在于指出了自然界中热量传递的方向性规律，即热量总是自发地从高温物体传向低温物体，而不能反向传递

2.简述理想气体定温过程的特征【答案】理想气体定温过程的特征包括过程中温度保持不变，内能和焓都不变，系统对外做功等于从外界吸收的热量，熵增加该过程是可逆过程，且在P-V图上表现为双曲线

3.简述燃气轮机循环提高效率的主要途径【答案】提高燃气轮机循环效率的主要途径包括降低排烟温度、提高进口压力、提高燃烧温度降低排烟温度可以减少热损失，提高进口压力可以增加循环功，提高燃烧温度可以提高循环热效率

4.简述热力学第一定律的物理意义【答案】热力学第一定律的物理意义是能量守恒定律在热力学过程中的具体体现它指出热量和功可以相互转换，但在转换过程中能量的总量保持不变该定律揭示了热力学系统状态变化过程中能量的守恒关系

六、分析题（每题6分，共12分）

1.分析燃气轮机循环中提高燃烧温度对循环效率的影响【答案】提高燃烧温度可以增加循环的热效率根据热力学理论，提高燃烧温度可以增加循环的平均吸热温度，从而提高循环效率但是，提高燃烧温度也会带来一些问题，如材料高温强度要求提高、燃烧稳定性问题等因此，在工程应用中需要综合考虑效率和材料、稳定性等因素

2.分析蒸汽朗肯循环中采用再热循环的优缺点【答案】采用再热循环可以提高蒸汽朗肯循环的效率再热循环通过将部分做过功的蒸汽送回锅炉再次加热，可以提高蒸汽的初温和终温，从而提高循环效率但是，再热循环会增加系统的复杂性和设备投资，同时也会增加运行成本因此，在工程应用中需要综合考虑效率和经济性等因素

七、综合应用题（每题10分，共20分）

1.某燃气轮机循环，初温为1200K，初压为1MPa，燃烧温度为1800K，排烟温度为600K假设工质为空气，空气比热容为

1.005kJ/kg·K，比热比为

1.4求该循环的理论热效率，并分析提高燃烧温度对效率的影响【答案】根据朗肯循环热效率公式η=1-（T4/T3）其中，T3=1800K，T4=600K，代入计算得η=1-（600/1800）=

66.67%提高燃烧温度可以增加循环的平均吸热温度，从而提高循环效率例如，将燃烧温度提高到2000K，则理论热效率将进一步提高

2.某蒸汽朗肯循环，蒸汽初温为500℃，初压为10MPa，蒸汽终压为

0.01MPa假设蒸汽比热容为

1.865kJ/kg·K，比热比为

1.336求该循环的理论热效率，并分析采用再热循环对效率的影响【答案】根据朗肯循环热效率公式η=1-（h4/h3）其中，h3为蒸汽在锅炉中的焓值，h4为蒸汽在凝汽器中的焓值根据蒸汽表查得h3=3375kJ/kg，h4=2257kJ/kg，代入计算得η=1-（2257/3375）=

32.96%采用再热循环可以提高蒸汽的平均吸热温度，从而提高循环效率例如，将再热温度提高到600℃，则理论热效率将进一步提高

八、标准答案

一、单选题

1.A

2.C

3.A

4.C

5.C

6.A

7.A

8.A

9.A

10.B

11.A

12.C

二、多选题

1.A、B、D

2.A、B、D

3.C

4.A、B、C

5.A、B、C

6.A、B、C

三、填空题

1.压缩

2.低温；高温

3.不变；不变

4.热损失；材料损坏

5.能量

6.初温；初压；终压

四、判断题

1.（√）

2.（√）

3.（×）

4.（√）

5.（√）

6.（√）

7.（√）

8.（√）

9.（√）

10.（×）

五、简答题

1.热力学第二定律的克劳修斯表述为热量不能自发的从低温物体传到高温物体其物理意义在于指出了自然界中热量传递的方向性规律，即热量总是自发地从高温物体传向低温物体，而不能反向传递

2.理想气体定温过程的特征包括过程中温度保持不变，内能和焓都不变，系统对外做功等于从外界吸收的热量，熵增加该过程是可逆过程，且在P-V图上表现为双曲线

3.提高燃气轮机循环效率的主要途径包括降低排烟温度、提高进口压力、提高燃烧温度降低排烟温度可以减少热损失，提高进口压力可以增加循环功，提高燃烧温度可以提高循环热效率

4.热力学第一定律的物理意义是能量守恒定律在热力学过程中的具体体现它指出热量和功可以相互转换，但在转换过程中能量的总量保持不变该定律揭示了热力学系统状态变化过程中能量的守恒关系

六、分析题

1.提高燃烧温度可以增加循环的热效率根据热力学理论，提高燃烧温度可以增加循环的平均吸热温度，从而提高循环效率但是，提高燃烧温度也会带来一些问题，如材料高温强度要求提高、燃烧稳定性问题等因此，在工程应用中需要综合考虑效率和材料、稳定性等因素

2.采用再热循环可以提高蒸汽朗肯循环的效率再热循环通过将部分做过功的蒸汽送回锅炉再次加热，可以提高蒸汽的初温和终温，从而提高循环效率但是，再热循环会增加系统的复杂性和设备投资，同时也会增加运行成本因此，在工程应用中需要综合考虑效率和经济性等因素

七、综合应用题

1.理论热效率为

66.67%提高燃烧温度可以增加循环的平均吸热温度，从而提高循环效率

2.理论热效率为

32.96%采用再热循环可以提高蒸汽的平均吸热温度，从而提高循环效率。