上海大学《热力学与传热学基础》2023-2024学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页上海大学《热力学与传热学基础》

2023-2024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15个小题，每小题1分，共15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、在新能源的开发过程中，技术创新起着至关重要的作用。以下关于新能源技术创新的描述，不正确的是（）A.技术创新可以提高新能源的转化效率，降低生产成本，促进新能源的大规模应用B.新能源领域的技术创新包括材料创新、工艺创新、系统集成创新等多个方面C.政府和企业对新能源技术研发的投入不断增加，推动了新能源技术的快速发展，但私人投资在技术创新中的作用不大D.国际合作在新能源技术创新中越来越重要，不同国家和地区可以共享技术和经验，加速新能源技术的进步2、在新能源汽车领域，电池技术是关键。以下关于锂离子电池和镍氢电池在新能源汽车中的应用，表述不准确的是（）A.锂离子电池具有较高的能量密度和功率密度，能够提供较长的续航里程和较强的动力输出，因此在新能源汽车中得到了广泛应用B.镍氢电池虽然能量密度相对较低，但具有较好的充放电循环寿命和安全性，在一些混合动力汽车中仍有一定的应用C.锂离子电池的成本较高，且在高温和低温环境下的性能表现不如镍氢电池，这在一定程度上限制了其大规模推广D.随着技术的不断进步，锂离子电池的性能不断提升，成本逐渐降低，未来有望完全取代镍氢电池在新能源汽车中的应用3、海洋能是一种潜力巨大的新能源，包括潮汐能、波浪能等多种形式。对于潮汐能发电，以下哪种说法是合理的？（）A.潮汐能发电站的建设对海洋生态系统没有任何影响，且潮汐能的能量密度高，发电成本低，是最具发展前景的海洋能利用方式B.潮汐能发电具有规律性和可预测性，但由于其设备容易受到海水腐蚀和海洋生物附着，维护成本高，且对海洋环境有一定影响C.潮汐能发电技术已经非常成熟，不存在任何技术难题，全球范围内已经大规模普及D.潮汐能发电只能在特定的海湾和河口地区建设，适用范围狭窄，且发电功率不稳定，不具备大规模开发的价值4、在新能源技术的发展中，材料科学的进步起着重要的支撑作用。例如，在光伏电池中，新型半导体材料的研发可以显著提高电池效率。对于下一代高效光伏材料的研究，以下哪个方向最具潜力？（）A.有机-无机杂化钙钛矿材料B.宽禁带半导体材料C.二维材料如石墨烯在光伏中的应用D.量子点材料在光伏领域的突破5、在新能源技术的发展过程中，能源存储技术至关重要。以下关于各种能源存储技术的描述，不正确的是：（）A.超级电容器具有充电速度快、功率密度高的特点，适用于短时间、大功率的放电需求B.液流电池的储能容量可以通过调节电解液的浓度和体积来灵活调整，但系统复杂度较高C.飞轮储能利用高速旋转的飞轮储存能量，适合用于平滑电网功率波动，但能量密度相对较低D.所有的能源存储技术都能够实现长期、大规模的能量储存，且成本低廉，易于推广6、在氢能源领域，氢燃料电池技术备受关注。以下关于氢燃料电池的工作原理和特点，表述错误的是（）A.氢燃料电池通过氢气和氧气的电化学反应产生电能，其产物只有水，是一种清洁、高效的能源转换装置B.氢燃料电池的能量转换效率不受卡诺循环的限制，理论上可以达到很高的水平，但实际应用中受到多种因素的影响，目前效率仍有待提高C.氢燃料电池需要使用贵金属催化剂（如铂），这增加了燃料电池的成本，同时也限制了其大规模商业化应用D.氢燃料电池可以快速启动和停机，适用于各种功率需求的应用场景，而且具有良好的过载能力和动态响应性能7、在新能源技术的市场推广中，消费者的认知和接受程度起着关键作用。假设要提高消费者对新能源产品的接受度，以下哪种策略最为有效？（）A.加强广告宣传，突出新能源产品的优势B.降低产品价格，提高性价比C.提供完善的售后服务和保障D.开展消费者教育，普及新能源知识8、假设我们正在探讨新能源技术在极地地区的应用，如极地科考站的能源供应、冰层下资源开发的能源保障等。对于极地特殊环境下的新能源利用，以下哪个技术难题是最为关键的？（）A.低温环境下设备的性能和可靠性B.能源的长距离传输和存储C.对极地生态环境的最小影响D.以上难题都需要重点解决9、对于新能源在建筑领域的应用，以下关于其形式和效益的描述，哪一个是恰当的？（）A.新能源在建筑领域的应用包括太阳能光伏发电用于建筑供电、太阳能热水器提供热水、地源热泵用于供暖和制冷等。这些应用可以降低建筑的能源消耗，减少对传统能源的依赖，降低运营成本，同时减少温室气体排放，提高建筑的环保性能和可持续性。但初期投资可能较高，需要综合考虑长期效益B.新能源在建筑领域的应用只有太阳能光伏发电，效益不明显，投资回报率低C.新能源在建筑领域应用复杂，成本高，没有任何效益D.新能源在建筑领域的应用会破坏建筑结构，不建议推广10、对于新能源技术中的储能技术，以下关于其重要性和应用场景的描述，不正确的是哪一项？（）A.储能技术可以解决新能源发电的间歇性和不稳定性问题，提高电力系统的可靠性和稳定性，促进新能源的大规模接入B.储能技术在电力系统中的应用场景包括调峰、调频、备用电源、分布式能源存储等，能够优化电力资源配置，提高能源利用效率C.常见的储能技术包括电池储能（如锂离子电池、铅酸电池等）、超级电容器储能、飞轮储能、抽水蓄能等，它们各有优缺点，适用于不同的应用场景D.储能技术的发展已经非常完善，不存在任何技术难题和成本问题，能够完全满足新能源发展和电力系统运行的需求11、新能源材料的研发对于新能源技术的进步起着关键作用。如高效的光伏材料、高性能的电池材料和新型的储氢材料等。在研发一种新型的太阳能光伏材料时，如果要同时提高其光电转换效率和稳定性，以下哪种研究方向可能更具潜力？（）A.优化材料的晶体结构B.改进材料的表面处理工艺C.掺杂不同的元素D.开发多层复合结构的材料12、在新能源材料的研究中，提高光电转换效率是一个重要的目标。假设一种新型的太阳能电池材料正在研发中，以下哪种特性对于提高其光电转换效率最为关键？（）A.更高的载流子迁移率，减少电荷传输过程中的损失B.更宽的光吸收范围，能够吸收更多波长的太阳光C.更低的制造成本，便于大规模生产和应用D.更好的稳定性和耐久性，延长电池的使用寿命13、氢能作为一种清洁、高效的能源载体，在未来能源体系中具有巨大的潜力。关于氢能的制取、储存和应用，以下叙述错误的是：（）A.目前，大规模制取氢气的主要方法是通过化石燃料的重整，如天然气重整，但这种方法会产生二氧化碳排放B.电解水制取氢气是一种清洁的方法，但由于能耗较高，目前在大规模应用中受到一定限制C.氢气的储存是氢能应用的关键技术之一，常见的储存方法包括高压气态储存、低温液态储存和金属氢化物储存等D.氢燃料电池汽车在运行过程中只排放水，不产生任何污染物，且加氢时间与传统汽车加油时间相当14、生物质能是一种来源广泛的可再生能源，以下关于生物质能利用的说法，不正确的是：（）A.生物质发电可以通过燃烧农作物秸秆、林业废弃物等产生电能，但可能会带来一定的环境污染B.生物燃料如生物乙醇和生物柴油可以替代传统的石油燃料，但其生产过程可能消耗大量的粮食和水资源C.生物质能的利用可以减少对化石能源的依赖，同时有助于解决农村地区的能源供应问题D.利用微生物发酵技术将有机废弃物转化为沼气是一种高效的生物质能利用方式，且不受原料和环境的限制15、在新能源技术的发展过程中，不断涌现出新的概念和理念，如能源互联网、零能耗建筑和能源区块链等。对于推动新能源技术的深度融合和创新发展，以下哪个概念的实践和应用具有最广阔的前景？（）A.能源互联网的构建和运营B.零能耗建筑的大规模推广C.能源区块链技术的应用和创新D.以上概念都具有重要的发展前景二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）深入探讨新能源技术在法律服务业的应用和对律师事务所等机构的能源影响。例如，办公设备的节能措施、法律数据库的能源消耗、法律活动中的新能源利用等，分析如何通过新能源技术提高法律服务业的能源效率和绿色形象。2、（本题5分）详细说明新能源技术创新的方向和重点领域，如高效太阳能电池、先进储能材料、智能电网技术等。探讨技术创新对新能源产业发展的推动作用和面临的技术瓶颈。3、（本题5分）新能源的开发和利用不可避免地会带来一些环境和社会问题。请深入探讨新能源开发过程中的土地使用问题，如大规模太阳能电站和风电场建设对土地资源的占用和生态影响。研究新能源项目建设和运营中的噪音污染、视觉影响和对当地社区的干扰等社会问题，以及相应的缓解措施。同时，分析如何通过合理规划和公众参与来解决新能源发展中的环境和社会争议。4、（本题5分）新能源与气候变化的关系密切。请深入探讨新能源在应对气候变化中的作用和贡献，如减少温室气体排放、减缓全球气温上升和增强气候适应能力等方面。研究气候变化对新能源发展的影响，如极端天气事件对新能源设备的损害和海平面上升对海洋能开发的影响。同时，分析如何在气候变化的背景下，制定和调整新能源发展战略，以更好地应对气候变化带来的挑战。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个1MW的分布式光伏发电项目，投资成本70万元，预计使用寿命25年。年发电量12万kWh，上网电价0.4元/kWh，运维成本每年0.8万元。计算该项目的投资回收期和内部收益率。2、（本题5分）某氢燃料电池公交车，储氢罐压力为35MPa，容积为300升，氢气利用率为90%。氢气的热值为143kJ/g，车辆平均功率需求为50kW，计算车辆的续航里程（单位：km）。3、（本题5分）一个波浪能发电装置的平均功率输出为100kW，每天工作10小时，年运行天数为300天。计算该装置一年的发电量。假设发电装置的建设成本为200万元，运行维护成本为每年20万元，上网电价为0.6元/度，计算投资回收期。4、（本题5分）一座3MW的海上风力发电场，风机轮毂高度为100米，平均风速为7m/s，海平面粗糙度为0.03。根据对数风廓线公式计算风机轮毂处的风速。已知风机的功率曲线，计算该风机的输出功率。若上网电价为0.7元/度，每年运行320天，计算年发电收益。初始投资2亿元，设备寿命25年，每年运维成本400万元，求投资回收期。5、（本题5分）某新能源汽车的电池组容量为60kWh，续航里程为400km。如果充电功率为10kW，计算充满电所需的时间。假设充电效率为90%，电费为1元/千瓦时，计算每次充满电的费用。同时，如果电池组的使用寿命为1000次充放电循环，电池组成本为8万元，计算每公里的电池折旧成本。四、综合题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）深入探讨新能源技术在海洋工程中的应用，如海上石油平台的新能源供电、海洋观测设备的能源保障和海洋可再生能源开发的工程技术。分析新能源技术在提高海洋工程的能源自给率、降低运营成本和减少海洋环境污染方面的潜力。研究新能源技术在海洋复杂环境下的应用挑战和解决方案，如防腐、抗风浪和远程监控。2、（本题10分）新能源技术在偏远地区和无电地区的应用对于改善当地能源供应和生活条件具有重要意义。详细论述太阳能、风能和生物质能等在偏远地区供电、供暖和照明中的应用模式和案例。深入探讨在无电地区，如何构建独立的新能源微电网系统，实现能源的自给自足和可靠供应。研究新能源技术在偏远地区应用中面临的技术挑战和运维困难，如设备运输、安装调试和售后服务等。分析如何通过政策支持和商业模式创新，降低新能源在偏远地区的应用成本，提高其可及性和可持续性。探讨如何加强国际合作和援助，推动新能源技术在发展中国家偏远地区和无电地区的普及应用，字数不少于1300字。3、