华南理工大学《工程热力学与传热学基础》2021-2022学年第一学期期末试卷

站名：站名：年级专业：姓名：学号：凡年级专业、姓名、学号错写、漏写或字迹不清者，成绩按零分记。…………密………………封………………线…………第1页，共1页华南理工大学

《工程热力学与传热学基础》2021-2022学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共30个小题，每小题1分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、在新能源汽车领域，电池技术是关键。对于锂离子电池在新能源汽车中的应用，以下描述哪一个是准确的？（）A.锂离子电池具有极高的能量密度，充电速度极快，且循环寿命几乎无限，使其成为新能源汽车的理想动力源，不存在任何缺点B.锂离子电池虽然能量密度较高，但存在安全性问题，如过热可能导致起火爆炸，且在低温环境下性能大幅下降。不过，通过不断的技术改进，这些问题正在逐步得到解决C.锂离子电池的成本过高，且资源稀缺，限制了其在大规模新能源汽车中的应用，未来将被其他新型电池完全取代D.锂离子电池的性能已经完全满足新能源汽车的需求，无需进一步研发和改进2、在新能源储能技术中，锂离子电池、液流电池和超级电容器等都具有各自的特点和应用场景。对于一个需要进行大规模储能以平衡电网供需的项目，如果要在较短时间内完成充放电并且具有较长的循环寿命，以下哪种储能技术可能是最优选择？（）A.锂离子电池B.液流电池C.超级电容器D.以上均不是3、在新能源技术的国际竞争中，知识产权保护至关重要。假设一家企业拥有一项关键的新能源技术专利，以下哪种策略最有助于保护其知识产权并实现商业价值最大化？（）A.严格保密专利技术，不进行任何授权和合作B.广泛授权给其他企业，收取高额专利费C.与战略合作伙伴进行专利交叉许可，共同发展D.主动公开专利技术，推动行业技术进步4、在新能源技术的环境影响评估中，需要全面考虑能源生产、使用和废弃阶段的环境效应。对于一个大规模的风电场，其主要的环境影响可能来自于哪些方面？（）A.对鸟类迁徙和生态系统的干扰B.风机制造和运输过程中的碳排放C.风电场建设对土地利用的改变D.以上方面都需要综合考虑5、对于新能源在农业领域的应用，如太阳能驱动的灌溉系统和生物质能的利用，以下哪种应用方式在提高农业生产效率和可持续性方面具有最大潜力？（）A.安装大规模的太阳能光伏板，为整个农场提供电力和驱动灌溉系统B.利用农业废弃物进行生物质能发电，为农场提供部分能源C.结合太阳能和生物质能，实现能源的多元化供应和综合利用D.引入智能能源管理系统，根据农作物生长需求优化能源分配6、风能作为一种重要的新能源，在全球范围内得到了广泛的应用。关于风能发电，以下说法不正确的是（）A.风能发电是将风的动能转化为电能，其原理是利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电B.风电场的选址通常需要考虑风速、风向、地形、土地利用等多种因素，一般选择在风能资源丰富、地形开阔、远离居民区的地方C.风能发电具有间歇性和不稳定性，需要与其他能源或储能技术相结合，以保证电力供应的连续性和稳定性D.风能发电对环境没有任何负面影响，不会对鸟类迁徙、生态平衡造成干扰，也不需要占用大量土地资源7、在新能源技术的研发过程中，实验和测试设备的先进性和准确性对研究结果有着重要影响。对于一个研究新能源材料性能的实验室，如果要提高实验结果的可靠性，以下哪种实验设备的升级是最为迫切的？（）A.高精度的材料分析仪器B.先进的电池测试系统C.高效的能源转化实验装置D.大规模的模拟计算设备8、在新能源技术的氢能利用方面，以下关于氢能制备方法的描述，不正确的是哪一项？（）A.氢能可以通过水电解、化石燃料重整、生物质气化等方法制备，其中水电解是一种清洁、可持续的制氢方式，但目前成本较高B.化石燃料重整制氢是目前最主要的制氢方法，但会产生大量的二氧化碳排放，不符合清洁能源的发展要求C.生物质气化制氢具有原料来源广泛、成本低等优点，但气化过程中会产生一些杂质，需要进行复杂的净化处理D.所有的氢能制备方法都已经非常成熟，成本低廉，效率高，能够满足大规模氢能应用的需求，不存在任何技术瓶颈和限制9、随着新能源技术的不断发展，能源存储技术的重要性日益凸显。假设要为一个偏远的岛屿建立独立的能源系统，以下哪种能源存储技术最适合应对该岛屿可能面临的能源供应波动和季节性需求变化？（）A.液流电池，具有大容量和长寿命的特点B.飞轮储能，能够快速响应功率变化C.压缩空气储能，适合大规模长时间存储D.超级电容器，适用于短时间高功率输出10、在新能源的国际贸易中，贸易壁垒和政策不确定性是常见的问题。假设一家新能源企业计划拓展国际市场，以下哪种风险最有可能对其业务发展造成重大影响？（）A.目标市场国家突然提高进口关税，增加产品成本B.当地政府对新能源补贴政策的调整，影响市场需求C.技术标准的差异导致产品无法满足当地要求D.以上三种风险都可能对企业的国际业务产生严重影响11、在新能源储能技术中，超级电容器具有一些独特的性能。以下关于超级电容器的特点，描述不正确的是（）A.超级电容器具有极高的功率密度，能够在短时间内释放出巨大的能量，适用于需要快速充放电的应用场景B.超级电容器的能量密度相对较低，储存的电能有限，因此通常作为辅助储能装置与其他储能技术结合使用C.超级电容器的充放电循环寿命很长，可达数十万次甚至上百万次，而且维护成本低D.超级电容器的工作温度范围很窄，对环境温度非常敏感，在高温或低温条件下性能会显著下降12、新能源汽车的充电基础设施建设是其推广的关键因素之一。对于直流快充和交流慢充两种充电方式，以下哪种说法是恰当的？（）A.直流快充速度快，但对电池寿命影响大，且建设成本高；交流慢充速度慢，但对电池友好，建设成本低。因此，在实际应用中应优先发展交流慢充B.直流快充和交流慢充在充电速度、对电池的影响和建设成本方面没有明显差异，应根据用户需求随机选择建设C.直流快充是未来新能源汽车充电的主要方式，应大力推广，逐步淘汰交流慢充D.交流慢充虽然充电速度慢，但安全性高，适合所有类型的新能源汽车；直流快充存在安全隐患，应谨慎使用13、在探讨新能源技术中的海洋能开发的环境影响时，以下关于其生态效应和保护措施的描述，不正确的是哪一项？（）A.海洋能开发可能会对海洋生态系统造成一定的影响，如改变海洋流场、影响海洋生物的栖息地和迁徙路线、产生噪声污染等B.为了减少海洋能开发的环境影响，需要在项目规划和建设过程中进行严格的环境评估，采取生态保护措施，如合理选址、设置海洋保护区、采用环保型设备等C.加强对海洋能开发项目的监测和研究，及时掌握其对海洋生态环境的影响，以便采取相应的应对措施和调整开发方案D.海洋能开发对海洋生态环境的影响可以忽略不计，不需要采取任何保护措施，应全力推进海洋能的大规模开发利用14、在新能源技术的发展中，技术标准的国际化对于全球能源转型具有重要意义。当推动新能源技术标准的国际化时，以下哪个挑战最需要克服？（）A.不同国家和地区的技术差异和利益冲突B.技术标准的快速更新和迭代C.国际组织和机构之间的协调和合作难度D.发展中国家在标准制定中的参与度和话语权不足15、在新能源技术的可靠性评估中，需要考虑设备故障概率、系统运行稳定性和应对极端环境的能力等因素。对于一个海上风电场，以下哪个因素对于其可靠性评估是最为重要的？（）A.风机基础在海洋环境中的耐久性B.海底电缆的故障风险C.海上气象条件对风机运行的影响D.以上因素都同等重要16、当研究新能源技术在智能电网中的应用时，如需求响应、分布式能源管理和智能电表等，需要实现电网的智能化运行和优化。在这些应用中，以下哪个技术的突破对于提高电网的灵活性和适应性最为关键？（）A.高性能的通信和控制技术B.先进的电力电子技术C.大数据分析和人工智能应用D.以上技术都至关重要17、新能源技术的普及需要公众的支持和参与，以下关于公众对新能源的认知和态度，说法错误的是：（）A.公众对新能源的了解程度和接受程度在不断提高，但仍存在一些误解和担忧B.宣传教育和信息公开可以增强公众对新能源的认知和信任，促进新能源的推广应用C.公众的能源消费行为和选择对新能源的发展没有影响，主要取决于政府和企业的决策D.公众对新能源的支持可以通过参与相关活动、购买新能源产品等方式体现18、在新能源项目的投资评估中，需要考虑技术风险、市场风险和政策风险等多个因素。对于一个拟投资的海上风力发电项目，如果要准确评估其投资回报率，以下哪个风险因素是最难量化和预测的？（）A.技术进步导致的成本降低B.市场需求变化引起的电价波动C.政策调整对项目补贴的影响D.极端天气对设备损坏的风险19、在探讨太阳能光伏发电技术时，以下关于其工作原理和主要组成部分的描述，哪一项是准确的？（）A.太阳能光伏发电是基于光生伏特效应，将太阳光能直接转化为电能。主要由太阳能电池板、控制器、逆变器和蓄电池组成。太阳能电池板由多个光伏电池串联或并联而成，将光能转化为直流电；控制器用于控制电池板的充电和放电，保护蓄电池；逆变器将直流电转换为交流电，以满足家庭和工业用电需求；蓄电池用于存储多余的电能，以备夜间或阴天使用B.太阳能光伏发电主要依靠热能转化为电能，其组成部分包括太阳能集热器、蒸汽轮机和发电机。通过太阳能集热器收集热量产生蒸汽，驱动蒸汽轮机带动发电机发电C.太阳能光伏发电的原理是电磁感应，通过磁场的变化产生电流。主要组成有磁场发生器、线圈和变压器D.太阳能光伏发电是利用化学反应将太阳能转化为电能，由反应容器、催化剂和电极组成20、地热能作为一种新能源，具有一定的开发潜力。以下关于地热能利用的说法，不正确的是（）A.地热能可以通过地热发电、地热供暖和地热温泉等方式进行利用，其中地热发电是主要的应用形式B.地热资源的分布受到地质条件的限制，通常集中在板块边界和火山活动频繁的地区，开发难度较大C.地热能是一种可再生的清洁能源，但在开发过程中可能会引发地震、地面沉降等地质灾害，需要进行严格的监测和评估D.地热能的开发利用成本很低，且不受季节和气候的影响，因此可以大规模替代传统能源21、新能源技术在建筑领域的应用越来越广泛，例如太阳能光伏建筑一体化（BIPV）。对于BIPV系统，以下哪种说法是正确的？（）A.BIPV系统只是将太阳能光伏板安装在建筑物表面，对建筑物的外观和功能没有任何影响B.BIPV系统不仅能够为建筑物提供电力，还能够替代传统的建筑材料，起到保温、隔热、防水等作用，同时提升建筑物的美观度。但BIPV系统的成本过高，目前难以大规模推广C.BIPV系统的发电效率低，维护困难，在实际应用中效果不佳，更多是作为一种概念性的技术D.BIPV系统的技术尚未成熟，存在诸多安全隐患，不适合在建筑物上应用22、在新能源技术的生物能利用方面，以下关于生物燃料的说法，不正确的是哪一项？（）A.生物燃料包括生物乙醇、生物柴油和生物甲烷等，它们可以由农作物、废弃物或藻类等生物质原料通过发酵、酯化等工艺制成B.生物燃料的使用可以减少对传统石油燃料的依赖，降低温室气体排放，但在生产过程中可能会与粮食生产竞争土地和水资源C.生物燃料的能量密度和燃烧性能与传统化石燃料相当，且易于储存和运输，可以直接替代传统燃料在交通运输和工业领域中的应用D.生物燃料的发展受到原料供应、生产成本、技术成熟度等因素的制约，目前在全球能源消费中的占比仍然较低，但具有较大的发展潜力23、在研究新能源技术的成本效益分析时，以下关于其要点和作用的描述，哪一种是准确的？（）A.新能源技术的成本效益分析要点包括初始投资、运营维护成本、能源产出、环境效益、社会效益等。通过成本效益分析，可以评估新能源项目的经济可行性，为投资决策提供依据，优化项目设计和运营策略，促进资源的合理配置。同时，成本效益分析还可以帮助比较不同新能源技术的优劣，推动技术创新和成本降低B.新能源技术的成本效益分析只考虑初始投资和能源产出，其他因素不重要C.新能源技术的成本效益分析方法简单，结果不准确，没有参考价值D.新能源技术的成本效益分析对决策没有任何帮助，不需要进行24、在新能源的开发利用中，能源存储与转化的效率是关键问题。关于热化学储能技术，以下哪种描述是正确的？（）A.热化学储能技术具有能量密度高、存储时间长、效率高等优点，但技术复杂，目前仍处于实验室研究阶段B.热化学储能技术已经成熟，广泛应用于工业和民用领域，是解决能源存储问题的主要手段C.热化学储能技术存在严重的安全隐患，且成本高昂，不具备实际应用的可能性D.热化学储能技术的效率低下，无法与其他储能技术竞争，未来发展前景黯淡25、在新能源技术的国际竞争中，各国在技术研发投入、市场份额争夺和产业政策支持等方面展开激烈角逐。对于一个发展中国家，要在新能源领域取得竞争优势，以下哪个策略是最为关键的？（）A.加大技术引进和消化吸收B.培育本土的龙头企业和品牌C.制定差异化的产业发展政策D.加强国际合作与技术交流26、新能源技术的发展也带来了一些环境和社会问题，如可再生能源项目的土地占用、对生态系统的影响以及能源贫困等。在规划一个大型风电场时，为了减少对当地生态环境的负面影响，以下哪种措施是应该优先考虑的？（）A.合理布局风机位置B.进行生态补偿C.开展环境监测D.限制风电场的规模27、在新能源技术的金融支持方面，涵盖了投资、融资和保险等多种形式。为了吸引更多的金融资源投入新能源领域，以下哪个金融创新措施是最为重要的？（）A.设立新能源产业投资基金B.开发新能源项目的绿色债券C.创新新能源保险产品和服务D.以上措施都具有重要意义28、在新能源技术的创新体系中，产学研合作、知识产权保护和技术转移等环节都至关重要。为了加速新能源技术的创新和应用，以下哪个方面的工作是最为迫切的？（）A.加强高校和科研机构与企业的合作B.完善知识产权保护法律法规C.建立高效的技术转移和产业化机制D.以上工作都需要同步推进29、对于新能源技术中的风能发电，以下关于其发展现状和面临的挑战的描述，不正确的是哪一项？（）A.风能发电是一种清洁、可再生的能源利用方式，近年来全球风能装机容量持续增长，技术不断进步B.风能发电的成本逐渐降低，但仍然高于传统的化石能源发电，其成本主要包括风机设备采购、安装、维护以及土地使用等方面C.风能发电具有间歇性和不稳定性，需要与其他能源形式或储能技术相结合，以保证电力供应的连续性和稳定性D.风能资源分布广泛，不受地域限制，任何地区都可以大规模开发风能发电项目，不存在资源评估和选址的问题30、随着全球对可再生能源的重视不断提高，新能源技术得到了迅速发展。以下关于太阳能光伏发电的说法，不正确的是：（）A.光伏发电系统可以独立运行，也可以与电网连接，实现电能的储存和调配B.太阳能电池板的转换效率是衡量光伏发电性能的关键指标，目前单晶硅太阳能电池板的转换效率最高C.光伏发电在阴雨天和夜晚无法正常工作，因此其稳定性和连续性较差D.大规模的光伏发电站建设需要考虑土地资源、环境影响和电网接入等多方面因素二、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个氢燃料电池无人机，燃料电池堆功率为500W，氢气储存系统的重量为1kg，氢气的能量密度为140MJ/kg，燃料电池的效率为55%。计算无人机的理论续航时间。假设无人机在飞行过程中的平均功率为300W，氢气的利用率为70%，计算实际续航时间。如果氢气的价格为200元/kg，计算无人机每小时的燃料成本。2、（本题5分）一座10MW的分布式光伏发电系统，安装在某工业园区的屋顶上，光伏板的倾斜角度为30°，当地纬度为40°。计算一年中春分日和夏至日的太阳高度角，并分别计算这两天的光伏发电量（假设系统综合效率为80%）。如果上网电价为0.4元/度，计算这两天的发电收入。3、（本题5分）某潮汐能装置一个潮汐周期涨落潮各7小时，潮差7米，库区12km²，综合效率28%。求一个周期发电量。年运行330天，上网价0.6元/千瓦时，求年发电收益。4、（本题5分）某地区建设了一座20MW的光热发电站，采用塔式光热技术，集热器效率为60%，储热系统可满足电站在无日照条件下持续发电8小时，汽轮机效率为40%。计算该电站的储热容量。如果该地区年平均日照时间为2200小时，计算电站的年发电量。假设上网电价为0.65元/度，计算年发电收益。5、（本题5分）某生物质气化发电系统，每小时消耗生物质原料2吨，生物质的气化效率为70%，燃气热值为5MJ/m³，发电效率为30%。计算该系统的发电功率。如果生物质原料价格为400元/吨，上网电价为0.5元/度，计算每小时的发电收益和原料成本，判断该系统是否盈利。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细探讨新能源技术在军事领域的应用和战略意义。分析军事设施的新能源供电、新能源驱动的武器装备等方面的发展现状。探讨新能源技术在提高军事作战能力、保障能源安全、适应复杂作战环境方面的作用和面临的挑战。2、