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2013现场热工A(考卷)

一、选择题（每题1分，共5分）

1.下列哪种传热方式在固体内部传热中起主导作用？

A.导热

B.对流

C.辐射

D.挥发

2.热力学第一定律的表达式中，下列哪个符号表示热量？

A.Q

B.W

C.U

D.H

A.太阳能热水器

B.空调

C.电饭锅

D.电磁炉

4.比热容的单位是？

A.J/(kg·K)

B.J/(kg·℃)

C.J/(m3·K)

D.J/(m3·℃)

5.在热力学中，下列哪个过程是不可逆的？

A.等温过程

B.等压过程

C.绝热过程

D.非准静态过程

二、判断题（每题1分，共5分）

1.热量总是从高温物体传递到低温物体。（√）

2.导热系数越大，材料的导热性能越好。（√）

3.热力学第二定律表明，热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。（√）

4.在绝热过程中，系统与外界没有热量交换。（√）

5.对流换热系数与流体的流动速度成正比。（×）

三、填空题（每题1分，共5分）

1.热力学系统可以分为______、______和______三类。

2.传热的基本方式有______、______和______。

3.在热力学第一定律中，______表示系统内能的变化量。

4.热力学第二定律的表述之一是：不可能从单一热源吸收热量并全部转化为______。

5.评价换热器性能的一个重要参数是______。

四、简答题（每题2分，共10分）

1.简述热力学第一定律的内容。

2.什么是热力学第三定律？它有什么意义？

3.影响对流换热的因素有哪些？

4.简述导热系数的物理意义。

5.举例说明热力学中的不可逆过程。

五、应用题（每题2分，共10分）

1.某物体质量为2kg，温度从30℃升高到100℃，求其吸收的热量。（比热容为41J/(kg·℃)）

2.一块厚度为0.1m的铜板，两侧温度差为50℃，求单位时间内通过铜板的导热量。（导热系数为385W/(m·K)）

3.一台空调制冷系数为3，求在制冷过程中，消耗1kJ电能所获得的制冷量。

4.某换热器在稳定运行时，冷热流体的进出口温度分别为t1、t2和T1、T2，求换热器的对数平均温差。

5.一台热机在循环过程中吸收热量Q1，放出热量Q2，求热机的效率。

六、分析题（每题5分，共10分）

1.分析热力学第二定律在生活中的一个应用实例。

2.结合实际，讨论提高热能利用效率的途径。

七、实践操作题（每题5分，共10分）

1.设计一个简易的太阳能热水器，并说明其工作原理。

2.实验测量空气的导热系数，简述实验步骤及注意事项。

八、专业设计题（每题2分，共10分）

1.设计一个实验方案来测定某种材料的热导率，并说明实验中需要测量的主要参数。

2.设计一个小型热电偶温度传感器，并简述其工作原理及制作步骤。

3.设计一个简易的散热器，要求给出散热面积、材料选择及散热效果的预估。

4.设计一个太阳能集热器，并说明其如何提高热能收集效率。

5.设计一个实验来验证热力学第二定律，并预测实验结果。

九、概念解释题（每题2分，共10分）

1.解释热力学中的“状态量”和“过程量”。

2.解释什么是“热平衡”及其在热力学中的意义。

3.解释“比热容”的概念，并说明其物理意义。

4.解释“热效率”和“热效率”的区别。

5.解释“相变”在热力学中的含义及其相关过程。

十、思考题（每题2分，共10分）

1.为什么说热力学第二定律是关于能量转化的方向性的定律？

2.在热力学中，为什么实际的热机效率总是小于卡诺循环的效率？

3.如何理解热力学中的“可逆过程”和“不可逆过程”？

4.为什么在实际应用中，常常需要对流传热和导热同时考虑？

5.热力学第三定律对绝对零度的描述是什么？它对科学研究有何影响？

十一、社会扩展题（每题3分，共15分）

1.论述热力学在新能源开发中的应用及前景。

2.分析热力学在环境保护和节能减排中的作用。

3.探讨热力学在建筑节能设计中的重要性及应用。

4.论述热力学原理在工业生产中的实际应用案例。

5.分析热力学在航空航天领域的技术挑战和发展趋势。

一、选择题答案

1.A

2.A

3.B

4.A

5.D

二、判断题答案

1.√

2.√

3.√

4.√

5.×

三、填空题答案

1.孤立系统、封闭系统、开放系统

2.导热、对流、辐射

3.ΔU

4.机械功

5.传热系数

四、简答题答案

1.热力学第一定律：能量不能创造也不能消灭，只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，系统的内能变化等于系统与外界交换的热量和功的代数和。

2.热力学第三定律：当温度接近绝对零度时，所有纯净物质的熵（无