中南大學(xué)《工程熱力學(xué)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁中南大學(xué)《工程熱力學(xué)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40分．在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在新能源的研發(fā)過程中，跨學(xué)科合作成為推動創(chuàng)新的重要力量。假設(shè)一個新能源研究項(xiàng)目涉及材料科學(xué)、電氣工程和化學(xué)工程等多個領(lǐng)域，以下哪種合作模式最有可能提高研究效率和創(chuàng)新成果的產(chǎn)出？（）A.不同學(xué)科的研究人員在同一實(shí)驗(yàn)室共同工作，實(shí)時交流和協(xié)作B.設(shè)立跨學(xué)科的研究中心，整合資源和協(xié)調(diào)研究方向C.通過網(wǎng)絡(luò)平臺和定期會議進(jìn)行信息共享和討論D.以上三種模式相結(jié)合，根據(jù)具體研究任務(wù)靈活運(yùn)用2、對于新能源技術(shù)與傳統(tǒng)能源的關(guān)系，以下關(guān)于其協(xié)同發(fā)展和過渡策略的描述，不正確的是哪一項(xiàng)？（）A.在未來相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，新能源和傳統(tǒng)能源將共存，需要通過優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，逐步提高新能源在能源消費(fèi)中的比重B.傳統(tǒng)能源在能源供應(yīng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性方面仍然具有一定的優(yōu)勢，在新能源技術(shù)尚未完全成熟的情況下，應(yīng)合理利用傳統(tǒng)能源，保障能源供應(yīng)安全C.新能源技術(shù)的發(fā)展可以促進(jìn)傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，提高能源利用效率，減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展D.新能源技術(shù)的發(fā)展將迅速取代傳統(tǒng)能源，傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)將很快被淘汰，不需要制定任何過渡策略和保障措施3、新能源技術(shù)的發(fā)展也帶來了一些材料方面的需求和創(chuàng)新。以下關(guān)于新能源材料的說法，錯誤的是：（）A.高性能的鋰離子電池正負(fù)極材料對于提高電池性能和安全性至關(guān)重要B.用于太陽能電池的半導(dǎo)體材料不斷更新?lián)Q代，以提高光電轉(zhuǎn)換效率C.儲氫材料的研究重點(diǎn)是提高儲氫容量和吸放氫速度D.新能源材料的研發(fā)已經(jīng)非常成熟，不需要進(jìn)一步投入資源4、新能源技術(shù)的創(chuàng)新不斷推動著行業(yè)的發(fā)展。以下關(guān)于新能源技術(shù)創(chuàng)新方向的描述，錯誤的是：（）A.新型太陽能電池材料的研發(fā)旨在提高太陽能的轉(zhuǎn)換效率，降低成本B.氫能制取技術(shù)的創(chuàng)新重點(diǎn)在于開發(fā)更高效、更經(jīng)濟(jì)的催化劑C.儲能技術(shù)的創(chuàng)新主要集中在提高儲能密度、縮短充電時間和延長使用壽命方面D.新能源技術(shù)創(chuàng)新已經(jīng)達(dá)到瓶頸，未來很難有重大突破5、假設(shè)我們正在研究新能源技術(shù)在農(nóng)村地區(qū)的應(yīng)用，如戶用光伏發(fā)電、生物質(zhì)能供暖和農(nóng)村能源合作社等。對于提高農(nóng)村能源的可及性和經(jīng)濟(jì)性，以下哪種模式的推廣是最為有效的？（）A.政府主導(dǎo)的大規(guī)模集中式能源供應(yīng)B.農(nóng)戶自主的分布式能源開發(fā)C.農(nóng)村能源合作社的組織和運(yùn)營D.以上模式結(jié)合農(nóng)村實(shí)際情況發(fā)展6、新能源技術(shù)的國際合作在全球能源轉(zhuǎn)型中不可或缺。以下關(guān)于新能源國際合作的說法，不正確的是：（）A.各國可以通過技術(shù)交流和合作項(xiàng)目共同推動新能源技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用B.國際合作有助于降低新能源技術(shù)的研發(fā)成本，提高創(chuàng)新效率C.新能源國際合作不存在利益沖突和知識產(chǎn)權(quán)糾紛，進(jìn)展非常順利D.發(fā)展中國家在新能源國際合作中可以通過引進(jìn)技術(shù)和資金，加快自身新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展7、風(fēng)能作為一種可再生能源，在全球能源結(jié)構(gòu)中的地位日益重要。關(guān)于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，以下描述不準(zhǔn)確的是：（）A.水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)是目前最常見的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，其葉片通常設(shè)計(jì)為細(xì)長形狀以提高風(fēng)能捕獲效率B.風(fēng)力發(fā)電場的選址需要綜合考慮風(fēng)速、風(fēng)向、地形和電網(wǎng)接入等因素，以確保發(fā)電效益和穩(wěn)定性C.隨著技術(shù)的進(jìn)步，直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)逐漸取代了帶有齒輪箱的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，因?yàn)榍罢呔哂懈叩目煽啃院透偷木S護(hù)成本D.風(fēng)力發(fā)電的輸出功率完全取決于風(fēng)速，風(fēng)速越大，輸出功率越高，且不受其他因素的影響8、在探討新能源技術(shù)中的海洋能利用時，以下關(guān)于其形式和發(fā)展前景的描述，不正確的是哪一項(xiàng)？（）A.海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能、溫差能和鹽差能等多種形式，具有巨大的開發(fā)潛力B.潮汐能發(fā)電是利用潮汐的漲落驅(qū)動水輪機(jī)發(fā)電，技術(shù)相對成熟，但受到地理?xiàng)l件和潮汐規(guī)律的限制，選址較為困難C.波浪能和海流能的開發(fā)利用尚處于試驗(yàn)階段，面臨著能量轉(zhuǎn)換效率低、設(shè)備可靠性差、成本高等諸多挑戰(zhàn)D.海洋能的開發(fā)不會對海洋生態(tài)環(huán)境造成任何影響，是一種完全清潔、可持續(xù)的能源利用方式，應(yīng)該大規(guī)模、無限制地進(jìn)行開發(fā)9、新能源技術(shù)的發(fā)展對能源市場和價格產(chǎn)生了一定的影響。以下關(guān)于新能源對能源價格的作用，不正確的是：（）A.隨著新能源裝機(jī)容量的增加，其成本逐漸降低，可能會對傳統(tǒng)能源價格形成一定的競爭壓力B.新能源的間歇性和不穩(wěn)定性可能導(dǎo)致能源市場價格的波動加劇C.新能源的發(fā)展會使得能源價格持續(xù)下降，消費(fèi)者的能源支出將大幅減少D.能源價格的形成機(jī)制受到多種因素的影響，新能源只是其中之一10、新能源的發(fā)展對能源安全具有重要意義。以下關(guān)于新能源與能源安全的描述，不正確的是（）A.減少對進(jìn)口化石能源的依賴，提高能源自給率，增強(qiáng)國家的能源安全保障能力B.新能源的分布式發(fā)展可以降低能源供應(yīng)的集中風(fēng)險，提高能源供應(yīng)的可靠性C.新能源的開發(fā)和利用不會受到國際政治和經(jīng)濟(jì)形勢的影響，能夠確保能源的穩(wěn)定供應(yīng)D.建立多元化的能源供應(yīng)體系，包括新能源和傳統(tǒng)能源，是保障能源安全的重要策略11、在新能源技術(shù)的儲能領(lǐng)域，對于鋰離子電池和鈉硫電池的性能特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，以下哪一種分析是最深入的？（）A.鋰離子電池具有高能量密度、長循環(huán)壽命、低自放電率等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備和電動汽車。但其成本較高，安全性有待提高。鈉硫電池具有較高的能量密度和功率密度，但工作溫度較高，需要良好的熱管理系統(tǒng)，適用于大規(guī)模儲能電站B.鋰離子電池和鈉硫電池性能相似，可以相互替代，沒有明顯的區(qū)別C.鈉硫電池性能優(yōu)越，將逐漸取代鋰離子電池在所有領(lǐng)域的應(yīng)用D.鋰離子電池和鈉硫電池都存在諸多問題，不適合作為儲能設(shè)備12、對于新能源在軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用，如電動列車的動力系統(tǒng)，以下哪種技術(shù)挑戰(zhàn)最需要優(yōu)先解決以提高系統(tǒng)的性能和可靠性？（）A.電池的快速充電技術(shù)，減少列車的充電時間B.電機(jī)的高效驅(qū)動和控制技術(shù)，降低能耗C.能量回收系統(tǒng)的優(yōu)化，提高能源利用效率D.以上三種技術(shù)挑戰(zhàn)都需要同步解決，缺一不可13、在新能源領(lǐng)域，生物質(zhì)能的利用方式多種多樣。關(guān)于生物質(zhì)發(fā)電，以下哪種說法是準(zhǔn)確的？（）A.生物質(zhì)發(fā)電完全依賴于農(nóng)作物秸稈等廢棄物，原料供應(yīng)不穩(wěn)定，且發(fā)電效率低下，不具備大規(guī)模發(fā)展的潛力B.生物質(zhì)發(fā)電可以利用多種有機(jī)廢棄物和能源作物作為原料，通過燃燒或氣化等方式將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為電能。雖然存在一定的環(huán)境影響，但通過技術(shù)改進(jìn)和合理規(guī)劃，可以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展C.生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)簡單，投資成本低，且對環(huán)境沒有任何污染，是一種理想的清潔能源發(fā)電方式D.生物質(zhì)發(fā)電在全球范圍內(nèi)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，技術(shù)和市場都非常成熟，不需要進(jìn)一步的研發(fā)和創(chuàng)新14、新能源的開發(fā)和利用離不開儲能技術(shù)的支持。以下關(guān)于儲能技術(shù)的描述，不正確的是（）A.儲能技術(shù)可以解決新能源發(fā)電的間歇性和不穩(wěn)定性問題，提高電力系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性B.常見的儲能技術(shù)包括電池儲能、超級電容器儲能、飛輪儲能、抽水蓄能等，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)和適用場景C.電池儲能是目前應(yīng)用最廣泛的儲能技術(shù)之一，鋰離子電池、鉛酸電池、鈉硫電池等是常見的電池類型，但電池的壽命和安全性仍然是制約其發(fā)展的重要因素D.儲能技術(shù)的成本已經(jīng)很低，不需要進(jìn)一步降低成本就能夠大規(guī)模推廣和應(yīng)用15、海洋能是一種潛力巨大的新能源，包括潮汐能、波浪能、海流能等多種形式。以下關(guān)于海洋能利用的敘述，不正確的是（）A.潮汐能發(fā)電是利用潮汐的漲落形成的水位差推動水輪機(jī)發(fā)電，具有可預(yù)測性和穩(wěn)定性，但潮汐能電站的建設(shè)成本較高，對海洋生態(tài)環(huán)境可能產(chǎn)生一定影響B(tài).波浪能發(fā)電技術(shù)尚處于研發(fā)和試驗(yàn)階段，目前面臨著能量轉(zhuǎn)換效率低、設(shè)備可靠性差等問題，但隨著技術(shù)的進(jìn)步，波浪能有望成為重要的海洋能源來源C.海流能發(fā)電是利用海洋中的穩(wěn)定海流推動葉輪旋轉(zhuǎn)發(fā)電，其優(yōu)點(diǎn)是能量密度較高，但海流能的分布范圍有限，且受季節(jié)和氣候影響較大D.海洋能的開發(fā)利用不會受到任何地理和氣候條件的限制，在全球任何海域都可以大規(guī)模建設(shè)海洋能發(fā)電設(shè)施，是解決全球能源危機(jī)的終極方案16、新能源技術(shù)的推廣應(yīng)用也需要考慮社會接受度和文化因素，不同地區(qū)和群體對新能源的態(tài)度和認(rèn)知可能存在差異。對于一個在農(nóng)村地區(qū)推廣新能源的項(xiàng)目，如果要提高當(dāng)?shù)鼐用竦慕邮芏?，以下哪個措施是最為有效的？（）A.提供優(yōu)惠的政策補(bǔ)貼B.開展宣傳教育活動C.讓當(dāng)?shù)鼐用駞⑴c項(xiàng)目建設(shè)D.展示成功案例和實(shí)際效果17、在新能源領(lǐng)域，儲能技術(shù)的發(fā)展面臨諸多挑戰(zhàn)。以下關(guān)于儲能技術(shù)挑戰(zhàn)的描述，不正確的是（）A.目前儲能技術(shù)的能量密度相對較低，難以滿足大規(guī)模儲能的需求B.儲能設(shè)備的成本較高，限制了其在一些場景中的廣泛應(yīng)用C.儲能技術(shù)的循環(huán)壽命有限，需要頻繁更換設(shè)備，增加了使用成本D.儲能技術(shù)已經(jīng)非常成熟，不存在任何技術(shù)難題和挑戰(zhàn)18、在新能源的分布式發(fā)電系統(tǒng)中，微電網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)本地能源的優(yōu)化管理和控制。微電網(wǎng)包括分布式電源、儲能裝置、負(fù)荷和控制系統(tǒng)等組成部分。對于一個孤立運(yùn)行的微電網(wǎng)，如果要保證其在不同工況下的穩(wěn)定供電，以下哪個控制策略是最為關(guān)鍵的？（）A.基于功率平衡的控制B.基于電壓頻率的控制C.基于優(yōu)化算法的控制D.基于預(yù)測模型的控制19、在新能源的推廣過程中，公眾的認(rèn)知和接受度起著重要作用。以下關(guān)于公眾對新能源態(tài)度的描述，不正確的是：（）A.部分公眾對新能源的了解有限，存在一些誤解和擔(dān)憂，如對新能源汽車?yán)m(xù)航里程的焦慮B.公眾對新能源的支持度通常與政策補(bǔ)貼和宣傳推廣力度密切相關(guān)C.隨著新能源技術(shù)的進(jìn)步和成本降低，公眾對新能源的接受度逐漸提高D.公眾對新能源的態(tài)度完全取決于個人喜好，與能源價格和環(huán)保意識無關(guān)20、新能源技術(shù)的應(yīng)用對交通運(yùn)輸行業(yè)的變革產(chǎn)生了重要推動作用。以下關(guān)于新能源在交通運(yùn)輸領(lǐng)域影響的描述，不正確的是：（）A.新能源汽車的普及有助于減少交通運(yùn)輸行業(yè)的尾氣排放，改善空氣質(zhì)量B.電動船舶和電動飛機(jī)的發(fā)展尚處于起步階段，短期內(nèi)難以大規(guī)模應(yīng)用C.新能源技術(shù)使得交通運(yùn)輸工具的能源成本大幅降低，運(yùn)營效益顯著提高D.新能源在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)完全取代了傳統(tǒng)的燃油動力，實(shí)現(xiàn)了全面轉(zhuǎn)型二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）新能源技術(shù)的發(fā)展對能源政策的制定和調(diào)整提出了新的要求。請全面闡述能源政策在引導(dǎo)新能源技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、市場推廣等方面的作用和目標(biāo)，分析當(dāng)前能源政策存在的不足和問題，探討如何根據(jù)新能源技術(shù)的發(fā)展趨勢和市場需求制定更加科學(xué)、合理、有效的能源政策，以促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)的健康快速發(fā)展。2、（本題5分）深入分析新能源技術(shù)在能源與生態(tài)脆弱區(qū)發(fā)展中的應(yīng)用策略，探討生態(tài)脆弱區(qū)如何在保障生態(tài)功能的前提下，適度開發(fā)利用新能源。3、（本題5分）新能源技術(shù)的普及和應(yīng)用需要公眾的認(rèn)知和支持。請深入探討公眾對新能源的認(rèn)知水平和態(tài)度，包括對新能源優(yōu)點(diǎn)和局限性的了解，以及對新能源發(fā)展的期望和擔(dān)憂。研究影響公眾接受新能源的因素，如成本效益、環(huán)境意識、政策宣傳和社會信任等。同時，分析如何通過教育、宣傳和社區(qū)參與等途徑提高公眾對新能源的認(rèn)知和支持度，促進(jìn)新能源的廣泛應(yīng)用。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述新能源技術(shù)在能源互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用和關(guān)鍵技術(shù)，如能量路由器、虛擬電廠、分布式能源交易等。分析能源互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)和運(yùn)行機(jī)制，以及新能源在其中的信息流和能量流的協(xié)同管理。探討如何通過能源互聯(lián)網(wǎng)促進(jìn)新能源的消納和優(yōu)化配置，推動能源系統(tǒng)的數(shù)字化和智能化轉(zhuǎn)型。2、（本題5分）全面闡述新能源汽車的動力系統(tǒng)，包括純電動汽車的電池技術(shù)、混合動力汽車的動力分配策略和燃料電池汽車的燃料電池原理。分析不同動力系統(tǒng)在續(xù)航里程、充電時間、成本和環(huán)境影響等方面的優(yōu)缺點(diǎn)。探討如何通過技術(shù)創(chuàng)新和政策支持來推動新能源汽車的普及和發(fā)展。3、（本題5分）盡管新能源具有諸多優(yōu)勢，但在廣泛應(yīng)用過程中仍面臨一些制約因素。請?jiān)敿?xì)論述制約新能源發(fā)展的技術(shù)因素（如能量轉(zhuǎn)換效率、儲能技術(shù)、電網(wǎng)接入等）、經(jīng)濟(jì)因素（如成本、價格、投資回報等）、社會因素（如公眾認(rèn)知、政策穩(wěn)定性、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等）和環(huán)境因素（如資源分布不均、生態(tài)影響評估等）。分析這些制約因素之間的相互關(guān)系和綜合影響，研究如何通過技術(shù)突破、政策調(diào)整、市場機(jī)制完善和公眾教育來逐步克服這些障礙，促進(jìn)新能源的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。4、（本題5分）氫能被視為未來能源的理想選擇之一。請?jiān)敿?xì)論述氫能的制取方法（如水電解制氫、化石燃料重整制氫、生物質(zhì)制氫等），以及各種制取方法的優(yōu)缺點(diǎn)。研究氫能的儲存和運(yùn)輸技術(shù)（如高壓氣態(tài)儲氫、低溫液態(tài)儲氫、金屬氫化物儲氫等），分析其面臨的技術(shù)難題和解決方案。同時，探討氫燃料電池的工作原理、性能特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域，以及氫能在交通、工業(yè)和能源存儲等方面的發(fā)展前景和挑戰(zhàn)。5、（本題5分）綜合論述新能源技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，包括學(xué)校的新能源設(shè)施建設(shè)、新能源科普教育和基于新能源的遠(yuǎn)程教育解決方案。分析新能源技術(shù)在改善校園能源環(huán)境、培養(yǎng)學(xué)生能源意識和促進(jìn)教育公平方面的作用。研究如何通過教育與新能源技術(shù)的結(jié)合，推動可持續(xù)發(fā)展教育和創(chuàng)新人才培養(yǎng)。四、計(jì)算題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）一個新能源汽車充電樁的輸