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传热学考研试题及答案

姓名：____________________

一、选择题（每题2分，共20分）

1.传热学中，物体内部温度分布达到稳定状态时，称为：

A.瞬态传热

B.稳态传热

C.非稳态传热

D.非平衡传热

2.热传导的基本定律是：

A.热力学第一定律

B.热力学第二定律

C.焦耳定律

D.热传导定律

3.热对流的主要方式是：

A.辐射传热

B.热传导

C.热对流

D.热辐射

4.下列哪种情况下，热传导速率最大？

A.高温物体与低温物体接触

B.高温物体与高温物体接触

C.低温物体与低温物体接触

D.温度均匀的物体

5.热辐射的强度与物体的：

A.表面积成正比

B.温度成正比

C.温度的平方成正比

D.温度的立方成正比

6.热传导过程中，热量传递的方向是：

A.从低温物体到高温物体

B.从高温物体到低温物体

C.从物体内部温度高的部分到温度低的部分

D.从物体内部温度低的部分到温度高的部分

7.下列哪种情况下，热传导速率最小？

A.高温物体与低温物体接触

B.高温物体与高温物体接触

C.低温物体与低温物体接触

D.温度均匀的物体

8.热对流的主要驱动力是：

A.温度梯度

B.压力梯度

C.密度梯度

D.动力梯度

9.热辐射的波长范围最短的是：

A.红外线

B.可见光

C.紫外线

D.微波

10.热传导过程中，热量的传递方式是：

A.分子碰撞

B.粒子碰撞

C.电子碰撞

D.光子碰撞

二、填空题（每题2分，共20分）

1.传热学中，物体内部温度分布达到稳定状态时，称为______。

2.热传导的基本定律是______。

3.热对流的主要方式是______。

4.热辐射的强度与物体的______成正比。

5.热传导过程中，热量传递的方向是______。

6.热对流的主要驱动力是______。

7.热辐射的波长范围最短的是______。

8.热传导过程中，热量的传递方式是______。

三、计算题（每题10分，共30分）

1.某物体厚度为0.1m，比热容为0.5J/(g·K)，初始温度为100℃，外界温度为20℃。求物体温度降至60℃所需时间（假设物体与外界热交换系数为10W/(m2·K)）。

2.某流体在管道中流动，管道直径为0.1m，流速为10m/s，流体温度为100℃，管道壁温为50℃。求流体与管道壁之间的热传递系数（假设流体为水，密度为1000kg/m3，比热容为4180J/(kg·K)，运动粘度为0.001Pa·s）。

3.某物体表面温度为300℃，环境温度为25℃，物体表面辐射率为0.8。求物体表面单位面积辐射出的热流量（假设物体为黑色，忽略反射和散射）。

四、简答题（每题5分，共25分）

1.简述热传导、热对流和热辐射三种传热方式的特点和适用条件。

2.解释傅里叶定律的内容及其在热传导中的应用。

3.简述热对流的流动形式及其影响因素。

4.解释热辐射的普朗克定律及其在工程中的应用。

5.简述热交换器的工作原理及其类型。

五、论述题（每题10分，共20分）

1.论述热传导过程中，温度梯度与热流密度之间的关系。

2.论述热对流中，流体运动对传热的影响。

六、综合题（每题15分，共30分）

1.某建筑物的外墙厚度为0.2m，内表面温度为20℃，外表面温度为-10℃。假设墙体的导热系数为0.1W/(m·K)，求墙体单位面积的热损失。

2.某热交换器用于将冷却水从50℃冷却至20℃，冷却水流量为1m3/h，冷却水进出口温差为10℃。假设冷却水比热容为4180J/(kg·K)，求冷却水的质量流量。

试卷答案如下：

一、选择题答案及解析思路：

1.B（稳态传热）

解析思路：稳态传热是指物体内部温度分布达到稳定状态，不再随时间变化。

2.C（焦耳定律）

解析思路：焦耳定律描述了电流通过导体时产生的热量与电流、电阻和时间的乘积成正比。

3.C（热对流）

解析思路：热对流是流体中热量传递的主要方式，通过流体的流动来传递热量。

4.A（高温物体与低温物体接触）

解析思路：根据热传导的基本原理，热量会从高温物体传递到低温物体。

5.C（温度的平方成正比）

解析思路：根据斯特藩-玻尔兹曼定律，热辐射的强度与温度的平方成正比。

6.B（从高温物体到低温物体）

解析思路：根据热传导的基本原理，热量会从高温物体传递到低温物体。

7.C（低温物体与低温物体接触）

解析思路：在相同温度的物体之间，不存在热量传递。

8.C（密度梯度）

解析思路：热对流的主要驱动力是流体中密度差异引起的流动。

9.C（紫外线）

解析思路：紫外线的波长范围最短，其次是可见光、红外线和微波。

10.D（光子碰撞