南京工程學(xué)院《工程熱力學(xué)D》2022-2023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頁南京工程學(xué)院《工程熱力學(xué)D》

2022-2023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一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在新能源技術(shù)的發(fā)展過程中，能源存儲技術(shù)至關(guān)重要。以下關(guān)于各種能源存儲技術(shù)的描述，不正確的是：（）A.超級電容器具有充電速度快、功率密度高的特點，適用于短時間、大功率的放電需求B.液流電池的儲能容量可以通過調(diào)節(jié)電解液的濃度和體積來靈活調(diào)整，但系統(tǒng)復(fù)雜度較高C.飛輪儲能利用高速旋轉(zhuǎn)的飛輪儲存能量，適合用于平滑電網(wǎng)功率波動，但能量密度相對較低D.所有的能源存儲技術(shù)都能夠?qū)崿F(xiàn)長期、大規(guī)模的能量儲存，且成本低廉，易于推廣2、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)3、在新能源技術(shù)的生物能轉(zhuǎn)化技術(shù)方面，以下關(guān)于其類型和效率的描述，不正確的是哪一項？（）A.生物能轉(zhuǎn)化技術(shù)包括直接燃燒、氣化、液化、發(fā)酵和厭氧消化等多種方式，不同的轉(zhuǎn)化技術(shù)適用于不同類型的生物質(zhì)原料和應(yīng)用場景B.直接燃燒是最常見的生物能利用方式，但效率較低，且會產(chǎn)生一定的污染物排放；氣化和液化技術(shù)可以提高能源轉(zhuǎn)化效率，但技術(shù)難度和成本較高C.發(fā)酵和厭氧消化技術(shù)可以將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為生物燃料（如生物乙醇和生物甲烷），具有較高的能源轉(zhuǎn)化效率和環(huán)境友好性D.所有的生物能轉(zhuǎn)化技術(shù)都具有很高的效率和成熟的工藝，能夠?qū)⑸镔|(zhì)原料充分轉(zhuǎn)化為有用的能源產(chǎn)品，不存在技術(shù)改進(jìn)和優(yōu)化的空間4、新能源技術(shù)在航空領(lǐng)域也有一定的應(yīng)用前景。以下關(guān)于新能源飛機的發(fā)展，說法不正確的是（）A.電動飛機具有零排放、低噪音等優(yōu)點，但目前電池技術(shù)的限制使得電動飛機的航程和載重能力有限，主要應(yīng)用于短途和輕型飛機B.氫燃料電池飛機在未來有望成為中長途航空運輸?shù)闹匾x擇，但其面臨著氫氣儲存和加注等技術(shù)難題，以及相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的缺乏C.生物燃料可以與傳統(tǒng)航空燃油混合使用，降低碳排放，但生物燃料的生產(chǎn)和供應(yīng)受到原料來源和成本的限制D.新能源飛機的發(fā)展已經(jīng)非常成熟，很快將完全取代傳統(tǒng)燃油飛機，成為航空運輸?shù)闹髁?、隨著全球?qū)稍偕茉吹闹匾暡粩嗵岣?，新能源技術(shù)得到了迅速發(fā)展。以下關(guān)于太陽能光伏發(fā)電的說法，不正確的是：（）A.光伏發(fā)電系統(tǒng)可以獨立運行，也可以與電網(wǎng)連接，實現(xiàn)電能的儲存和調(diào)配B.太陽能電池板的轉(zhuǎn)換效率是衡量光伏發(fā)電性能的關(guān)鍵指標(biāo)，目前單晶硅太陽能電池板的轉(zhuǎn)換效率最高C.光伏發(fā)電在陰雨天和夜晚無法正常工作，因此其穩(wěn)定性和連續(xù)性較差D.大規(guī)模的光伏發(fā)電站建設(shè)需要考慮土地資源、環(huán)境影響和電網(wǎng)接入等多方面因素6、在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)中，風(fēng)機的選址和設(shè)計對于發(fā)電效率和成本有著重要影響。假設(shè)要建設(shè)一個大型風(fēng)力發(fā)電場，以下哪個因素在選址時需要優(yōu)先考慮？（）A.當(dāng)?shù)氐钠骄L(fēng)速和風(fēng)向穩(wěn)定性B.土地的價格和可獲取性C.與電網(wǎng)的連接距離和成本D.當(dāng)?shù)氐恼咧С趾脱a貼力度7、新能源標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的制定對于產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展至關(guān)重要。以下關(guān)于新能源標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的描述，不正確的是（）A.標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范可以確保新能源產(chǎn)品和設(shè)備的質(zhì)量、安全和性能，促進(jìn)市場的有序競爭B.新能源標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范涵蓋了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、檢測標(biāo)準(zhǔn)、安裝標(biāo)準(zhǔn)、運營標(biāo)準(zhǔn)等多個方面C.國際上對于新能源標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的制定已經(jīng)非常完善，不存在任何差異和沖突D.隨著新能源技術(shù)的不斷發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范也需要不斷更新和完善，以適應(yīng)新的需求和挑戰(zhàn)8、對于新能源技術(shù)中的風(fēng)能發(fā)電，以下關(guān)于其發(fā)展現(xiàn)狀和面臨的挑戰(zhàn)的描述，不正確的是哪一項？（）A.風(fēng)能發(fā)電是一種清潔、可再生的能源利用方式，近年來全球風(fēng)能裝機容量持續(xù)增長，技術(shù)不斷進(jìn)步B.風(fēng)能發(fā)電的成本逐漸降低，但仍然高于傳統(tǒng)的化石能源發(fā)電，其成本主要包括風(fēng)機設(shè)備采購、安裝、維護以及土地使用等方面C.風(fēng)能發(fā)電具有間歇性和不穩(wěn)定性，需要與其他能源形式或儲能技術(shù)相結(jié)合，以保證電力供應(yīng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性D.風(fēng)能資源分布廣泛，不受地域限制，任何地區(qū)都可以大規(guī)模開發(fā)風(fēng)能發(fā)電項目，不存在資源評估和選址的問題9、對于新能源在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用，以下關(guān)于其形式和效益的描述，哪一個是恰當(dāng)?shù)?？（）A.新能源在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用包括太陽能光伏發(fā)電用于建筑供電、太陽能熱水器提供熱水、地源熱泵用于供暖和制冷等。這些應(yīng)用可以降低建筑的能源消耗，減少對傳統(tǒng)能源的依賴，降低運營成本，同時減少溫室氣體排放，提高建筑的環(huán)保性能和可持續(xù)性。但初期投資可能較高，需要綜合考慮長期效益B.新能源在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用只有太陽能光伏發(fā)電，效益不明顯，投資回報率低C.新能源在建筑領(lǐng)域應(yīng)用復(fù)雜，成本高，沒有任何效益D.新能源在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用會破壞建筑結(jié)構(gòu)，不建議推廣10、在新能源儲能技術(shù)中，鋰離子電池、液流電池和超級電容器等都具有各自的特點和應(yīng)用場景。對于一個需要進(jìn)行大規(guī)模儲能以平衡電網(wǎng)供需的項目，如果要在較短時間內(nèi)完成充放電并且具有較長的循環(huán)壽命，以下哪種儲能技術(shù)可能是最優(yōu)選擇？（）A.鋰離子電池B.液流電池C.超級電容器D.以上均不是11、在新能源的開發(fā)過程中，技術(shù)創(chuàng)新起著至關(guān)重要的作用。以下關(guān)于新能源技術(shù)創(chuàng)新的描述，不正確的是（）A.技術(shù)創(chuàng)新可以提高新能源的轉(zhuǎn)化效率，降低生產(chǎn)成本，促進(jìn)新能源的大規(guī)模應(yīng)用B.新能源領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新包括材料創(chuàng)新、工藝創(chuàng)新、系統(tǒng)集成創(chuàng)新等多個方面C.政府和企業(yè)對新能源技術(shù)研發(fā)的投入不斷增加，推動了新能源技術(shù)的快速發(fā)展，但私人投資在技術(shù)創(chuàng)新中的作用不大D.國際合作在新能源技術(shù)創(chuàng)新中越來越重要，不同國家和地區(qū)可以共享技術(shù)和經(jīng)驗，加速新能源技術(shù)的進(jìn)步12、新能源汽車的電池回收和再利用是一個重要的環(huán)節(jié)，涉及環(huán)保和資源節(jié)約等問題。對于一種常見的鋰離子電池，如果要實現(xiàn)高效的回收和再利用，以下哪個步驟是最為復(fù)雜和關(guān)鍵的？（）A.電池的拆解和分類B.有價金屬的提取C.回收材料的再制造D.建立回收渠道和網(wǎng)絡(luò)13、在當(dāng)今能源領(lǐng)域，新能源技術(shù)的發(fā)展對于解決全球能源危機和環(huán)境問題具有至關(guān)重要的意義。假設(shè)我們正在研究太陽能光伏發(fā)電技術(shù)，需要考慮諸多因素，如光伏電池的材料、效率、成本以及系統(tǒng)的穩(wěn)定性等。對于一個大規(guī)模的太陽能電站，要提高其發(fā)電效率并降低成本，以下哪種技術(shù)改進(jìn)措施是最為關(guān)鍵的？（）A.研發(fā)新型高效的光伏材料B.優(yōu)化電站的布局和跟蹤系統(tǒng)C.提升電力存儲和轉(zhuǎn)換設(shè)備的性能D.加強電站的運維管理和故障監(jiān)測14、在新能源技術(shù)的發(fā)展中，有關(guān)材料科學(xué)對新能源技術(shù)突破的支撐作用，以下哪一種分析是最深入的？（）A.材料科學(xué)在新能源技術(shù)的突破中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。例如，在太陽能電池領(lǐng)域，新型半導(dǎo)體材料的研發(fā)能夠提高光電轉(zhuǎn)換效率；在電池技術(shù)方面，高性能的電極材料可以增加電池容量、提高循環(huán)壽命和充電速度；在儲能系統(tǒng)中，先進(jìn)的超導(dǎo)材料能夠降低能量損耗。材料科學(xué)的不斷創(chuàng)新為新能源技術(shù)的性能提升和成本降低提供了可能B.材料科學(xué)對新能源技術(shù)的發(fā)展影響很小，新能源技術(shù)的突破主要依靠工程設(shè)計C.新能源技術(shù)對材料的要求不高，現(xiàn)有的材料已經(jīng)能夠滿足需求D.材料科學(xué)的研究進(jìn)展緩慢，無法為新能源技術(shù)的近期突破提供支持15、在新能源技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新中，產(chǎn)學(xué)研合作發(fā)揮著重要作用。假設(shè)一所大學(xué)與一家企業(yè)合作開展新能源技術(shù)研究，以下哪種合作模式最能實現(xiàn)優(yōu)勢互補和協(xié)同創(chuàng)新？（）A.企業(yè)提供資金，大學(xué)負(fù)責(zé)技術(shù)研發(fā)B.大學(xué)和企業(yè)共同組建研發(fā)團隊，共享成果和風(fēng)險C.企業(yè)將現(xiàn)有技術(shù)難題委托給大學(xué)解決D.大學(xué)為企業(yè)培訓(xùn)技術(shù)人才，企業(yè)提供實習(xí)機會二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）深入探討新能源在偏遠(yuǎn)地區(qū)和島嶼的能源供應(yīng)解決方案。分析偏遠(yuǎn)地區(qū)和島嶼的能源需求特點和供應(yīng)困境。討論新能源（如獨立光伏發(fā)電、小型風(fēng)力發(fā)電、海洋能）在這些地區(qū)的適用性和可行性。探討如何通過能源存儲和微電網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)能源的自給自足和穩(wěn)定供應(yīng)。2、（本題5分）新能源技術(shù)的發(fā)展對能源教育和培訓(xùn)提出了新的需求。請深入探討能源教育和培訓(xùn)的重要性和目標(biāo)，分析當(dāng)前能源教育和培訓(xùn)體系的現(xiàn)狀和不足，探討如何針對新能源技術(shù)的特點和發(fā)展趨勢，完善能源教育和培訓(xùn)內(nèi)容和方法，培養(yǎng)適應(yīng)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的專業(yè)人才。3、（本題5分）詳細(xì)論述海洋能的主要形式（如潮汐能、波浪能和海流能）及其發(fā)電原理。分析海洋能開發(fā)所面臨的技術(shù)難題和經(jīng)濟挑戰(zhàn)，以及未來海洋能大規(guī)模利用的前景和發(fā)展方向。4、（本題5分）全面論述新能源技術(shù)在體育場館和大型活動中的應(yīng)用，如太陽能照明、電動車輛運輸?shù)?。分析新能源如何滿足臨時性高能耗需求，降低活動的碳排放，以及在活動結(jié)束后的設(shè)備再利用和可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某新能源汽車充電站，有10個快充樁，每個樁的充電功率為60kW，同時有20個慢充樁，每個樁的充電功率為7kW。假設(shè)一天內(nèi)快充樁的平均使用時間為2小時，慢充樁的平均使用時間為8小時，電費為1.2元/千瓦時，計算該充電站一天的電費收入。2、（本題5分）一輛氫燃料電池物流車，儲氫罐容量為4kg，氫氣的熱值為140MJ/kg，燃料電池系統(tǒng)效率為52%，物流車每公里能耗為0.3MJ。計算物流車的續(xù)航里程。假設(shè)氫氣價格為45元/kg，每公里行駛成本是多少？如果物流車初始購置成本為40萬元，預(yù)計使用7年，每年行駛6萬公里，計算年均使用成本。3、（本題5分）某地區(qū)建設(shè)了一個5MW的生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)項目，以木材廢棄物為燃料，熱值為16MJ/kg，燃燒效率為85%，發(fā)電效率為25%，供熱效率為40%。每年消耗燃料3萬噸，計算項目的年發(fā)電量和供熱量。如果上網(wǎng)電價為0.5元/度，供熱價格為100元/GJ，計算項目的年發(fā)電收入和供熱收入。4、（本題5分）一家工廠安裝了一套8kW的小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，風(fēng)機的切入風(fēng)速為3m/s，額定風(fēng)速為11m/s，切出風(fēng)速為22m/s。該地區(qū)年平均風(fēng)速為7m/s，風(fēng)速概率分布符合瑞利分布，形狀參數(shù)為2.5。計算該風(fēng)機一年的理論發(fā)電量。假設(shè)風(fēng)機發(fā)電效率在額定風(fēng)速以下與風(fēng)速的三次方成正比，在額定風(fēng)速以上保持額定功率輸出，同時考慮風(fēng)機可用性為92%，計算實際年發(fā)電量。若上網(wǎng)電價為0.4元/度，計算年發(fā)電收益。5、（本題5分）某生物質(zhì)電廠每天耗燃料1200噸，熱值15MJ/kg，鍋爐效率86%，汽輪發(fā)電效率40%。求日發(fā)電量。年運行340天，上網(wǎng)價0.48元/千瓦時，求年收益。年燃料收集運輸存儲1800萬，設(shè)備折舊維護1500萬，求年利潤。四、綜合題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）詳細(xì)闡述太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，晶體硅太陽能電池和薄膜太陽能電池的工作原理、性能特點以及在不同應(yīng)用場景中的優(yōu)劣對比。分析影響兩種電池轉(zhuǎn)換效率的關(guān)鍵因素，探討如何通過材料改進(jìn)和工藝優(yōu)化來提高其性能，并對未來太陽能電池技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測。2、（本題10分）從環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的角度綜合評價新能源技術(shù)的優(yōu)劣。分析新能源開發(fā)和利用過程中的環(huán)境影響（如土地利用、生態(tài)系統(tǒng)干擾、資源消耗等），探討如何通過技術(shù)改進(jìn)和政策監(jiān)管減少新能源的環(huán)境負(fù)面效應(yīng)，實現(xiàn)新能源的可持續(xù)發(fā)展，同時比較新能源與傳統(tǒng)能源在環(huán)境影響方面的差異。3、（本題10分）新能源技術(shù)的發(fā)展對能源國際貿(mào)易和地緣政治產(chǎn)生了重要影響。請