自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁中國礦業大學

《熱工學》2021-2022學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、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、新能源技術的應用對氣候變化的應對具有重要意義，以下關于新能源與氣候變化的關系，說法錯誤的是：（）A.大規模應用新能源可以減少溫室氣體排放，減緩全球氣候變化的速度B.新能源的發展可以降低對化石燃料的依賴，從而減少因燃燒化石燃料而產生的污染物排放C.氣候變化對新能源的開發和利用沒有任何影響，新能源技術可以在任何氣候條件下穩定運行D.新能源技術的創新和發展有助于提高能源效率，進一步減少能源消耗對環境的壓力2、在新能源技術領域，關于新能源與可持續發展目標的關系，以下哪種描述最為準確和全面？（）A.新能源的發展與可持續發展目標緊密相連。新能源的廣泛應用有助于減少溫室氣體排放，應對氣候變化，實現碳達峰和碳中和目標。同時，新能源的開發和利用可以促進能源供應的多樣化，減少對有限的傳統化石能源的依賴，增強能源安全。此外，新能源產業的發展能夠創造就業機會，推動經濟增長，促進區域平衡發展，為實現社會可持續發展做出貢獻B.新能源與可持續發展目標關系不大，可持續發展主要依靠其他方面的努力C.新能源的發展會對可持續發展造成負面影響，如資源消耗和環境污染D.可持續發展目標對新能源技術的發展沒有任何指導意義3、新能源技術的推廣應用面臨著諸多挑戰，以下關于這些挑戰的描述，錯誤的是：（）A.新能源發電的成本相對較高，在一定程度上限制了其大規模普及和應用B.新能源技術的穩定性和可靠性有待提高，例如太陽能和風能的間歇性和波動性C.新能源產業的發展需要完善的政策支持和市場機制，但目前相關政策和市場還不夠成熟D.新能源技術的研發已經非常成熟，不存在技術瓶頸和難題，只需要加大推廣力度即可4、新能源技術的發展離不開材料科學的支持。在研發新型高效的太陽能電池材料時，以下哪種材料特性對于提高電池性能最為關鍵？（）A.高的載流子遷移率，促進電荷傳輸B.寬的能帶隙，吸收更多的太陽光C.良好的穩定性和耐候性，延長使用壽命D.低的制備成本，便于大規模生產5、在新能源儲能技術的研究中，除了提高性能和降低成本外，安全性也是一個重要考量因素。假設一種新型的儲能技術正在研發中，以下哪種特性對于保障其安全性最為關鍵？（）A.過充過放保護機制，防止電池過度充電和放電B.熱管理系統，有效控制電池工作溫度，防止過熱C.短路保護功能，在發生短路時迅速切斷電路D.電池材料的穩定性和化學惰性，降低發生危險反應的可能性6、新能源技術的應用也需要考慮與現有基礎設施的兼容性。當推廣新能源汽車時，以下哪個方面的基礎設施改造最為緊迫和重要？（）A.建設更多的公共充電樁和換電站B.改造電網以適應大規模的電動汽車充電需求C.優化道路交通設施，提高新能源汽車的通行效率D.建立廢舊電池回收和處理體系7、在新能源的開發利用中，能源存儲與轉化的效率是關鍵問題。關于熱化學儲能技術，以下哪種描述是正確的？（）A.熱化學儲能技術具有能量密度高、存儲時間長、效率高等優點，但技術復雜，目前仍處于實驗室研究階段B.熱化學儲能技術已經成熟，廣泛應用于工業和民用領域，是解決能源存儲問題的主要手段C.熱化學儲能技術存在嚴重的安全隱患，且成本高昂，不具備實際應用的可能性D.熱化學儲能技術的效率低下，無法與其他儲能技術競爭，未來發展前景黯淡8、在海洋能的開發利用中，潮汐能和波浪能都具有一定的潛力。當選擇一個地點開發海洋能項目時，以下哪個因素對于確定優先開發哪種海洋能形式最為關鍵？（）A.當地的潮汐幅度和波浪高度B.海底地形和地質條件C.周邊的海洋生態環境D.當地的用電需求和電網接入條件9、在新能源技術的生物能利用方面，以下關于生物燃料的說法，不正確的是哪一項？（）A.生物燃料包括生物乙醇、生物柴油和生物甲烷等，它們可以由農作物、廢棄物或藻類等生物質原料通過發酵、酯化等工藝制成B.生物燃料的使用可以減少對傳統石油燃料的依賴，降低溫室氣體排放，但在生產過程中可能會與糧食生產競爭土地和水資源C.生物燃料的能量密度和燃燒性能與傳統化石燃料相當，且易于儲存和運輸，可以直接替代傳統燃料在交通運輸和工業領域中的應用D.生物燃料的發展受到原料供應、生產成本、技術成熟度等因素的制約，目前在全球能源消費中的占比仍然較低，但具有較大的發展潛力10、在新能源汽車領域，電池技術是關鍵。對于鋰離子電池在新能源汽車中的應用，以下描述哪一個是準確的？（）A.鋰離子電池具有極高的能量密度，充電速度極快，且循環壽命幾乎無限，使其成為新能源汽車的理想動力源，不存在任何缺點B.鋰離子電池雖然能量密度較高，但存在安全性問題，如過熱可能導致起火爆炸，且在低溫環境下性能大幅下降。不過，通過不斷的技術改進，這些問題正在逐步得到解決C.鋰離子電池的成本過高，且資源稀缺，限制了其在大規模新能源汽車中的應用，未來將被其他新型電池完全取代D.鋰離子電池的性能已經完全滿足新能源汽車的需求，無需進一步研發和改進11、對于新能源在航空領域的應用，如電動飛機的研發，以下哪種技術難題是目前最需要突破的？（）A.電池能量密度的大幅提升，以滿足飛機的續航需求B.高效的電機和電力驅動系統，提高動力性能C.輕量化的材料和結構設計，減輕飛機重量D.適應高空環境的冷卻和絕緣技術，確保系統的可靠性12、海洋能是一種潛力巨大的新能源，包括潮汐能、波浪能和海流能等多種形式。在開發海洋能的過程中，面臨著設備可靠性、海洋環境適應性和能量轉換效率等諸多挑戰。對于一個潮汐能發電項目，如果要提高其能量轉換效率并降低設備維護成本，以下哪種技術方案是值得優先探索的？（）A.采用新型的潮汐能捕獲裝置B.優化電站的選址C.改進能量轉換系統D.增加備用發電設備13、新能源汽車的電池回收和再利用是一個重要的環節，涉及環保和資源節約等問題。對于一種常見的鋰離子電池，如果要實現高效的回收和再利用，以下哪個步驟是最為復雜和關鍵的？（）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.建立回收渠道和網絡14、在新能源技術的研發過程中，成本效益分析是至關重要的。當評估一種新型新能源技術的可行性時，以下哪個方面的成本最容易被忽視但卻可能對項目的長期效益產生重大影響？（）A.初始投資成本，包括設備購置和安裝費用B.運營和維護成本，如設備維修和人員培訓費用C.環境成本，如廢棄物處理和生態恢復費用D.技術更新和升級成本，以保持競爭力15、新能源技術在建筑領域的應用越來越廣泛。以下關于新能源在建筑中的應用描述，不正確的是：（）A.太陽能光伏板可以安裝在建筑物的屋頂和外墻上，為建筑提供部分電力B.地源熱泵系統利用地下熱能為建筑物供暖和制冷，節能效果顯著C.建筑中的新能源應用可以降低能源消耗，但初期投資成本通常較高D.新能源在建筑中的應用只適用于新建建筑，對于既有建筑無法進行改造和應用二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）深入分析新能源技術在能源與水資源耦合管理中的應用，探討如何實現能源生產與水資源保護的協同優化。2、（本題5分）詳細說明新能源產業的產業鏈構成和各環節的主要企業類型。分析產業鏈上下游企業之間的協同關系和競爭態勢，以及如何通過產業鏈整合提升產業整體競爭力。3、（本題5分）詳細論述新能源技術在教育領域的應用，如學校的能源管理、新能源科普教育基地建設等。探討如何通過新能源技術促進教育的綠色發展和可持續性。4、（本題5分）全面闡述新能源技術在垃圾處理和資源回收中的作用，如利用垃圾發電、生物質能轉化等技術實現廢棄物的能源化利用。分析這些技術的工藝流程、環境效益和經濟可行性，以及在推廣應用中需要解決的垃圾分類、處理成本等問題。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某潮汐能發電站安裝了5臺貫流式水輪機，單機額定功率2MW，設計潮差5米，平均水頭4米，水輪機效率80%。計算該電站在一個漲落潮周期內（12小時）的發電量。如果該地區的平均潮差為4.5米，計算實際的平均發電功率。2、（本題5分）某新能源汽車搭載一塊容量為70kWh的鋰離子電池，續航里程為550km。電池放電深度為85%，計算百公里電耗。若充電功率為7kW，使用交流慢充充滿電需要多長時間？3、（本題5分）某地區規劃建設一個100MW的太陽能光伏發電站，太陽能電池板的轉換效率為22%，平均年日照時間為2200小時，綜合系統效率為85%。計算該電站每年的發電量。若上網電價為0.6元/千瓦時，計算該電站的年發電收益。同時，已知電站初始投資8億元，設備壽命25年，每年運維成本800萬元，計算投資回收期。4、（本題5分）某地區計劃推廣太陽能熱水器，每臺熱水器的集熱面積為2平方米，年平均太陽輻射量為1600千瓦時/平方米，熱水器的效率為50%。一個家庭每天需要150升60℃的熱水，水的比熱容為4.2千焦/（千克·℃），初始水溫為15℃。計算該家庭需要安裝多少臺太陽能熱水器才能滿足需求？如果采用電加熱來補充不足的熱量，電價為0.6元/千瓦時，計算每年的電費支出。5、（本題5分）一家企業安裝了一套100kW的太陽能光伏發電系統，投資成本為80萬元，預計使用壽命為25年。該系統每年發電12萬kWh，上網電價為0.45元/kWh，運維成本為每年1萬元。計算該系統的投資回收期和內部收益率。四、綜合題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）深入論述新能源在天然氣儲存和輸送中的應用，如儲氣庫的新能源利用、管道運輸過程中的節能技術等。分析天然氣儲存和輸送環節的能源消耗和安全要求，研究新能源在該領域的應用案例和技術創新，探討如何通過新能源技術保障天然氣供應的穩定性和可靠性。2、（本題10分）詳細探討新能源在數據中心和云計算領域的應用，如利用新能源為數據中心供電、降低能耗等。分析數據中心對能源供應的高可靠性和高穩定性要求，研究新能源在數據中心應用的技術方案和優化策略，探討如何通過新能源技術實現數據中心的綠色發展和可持續運營。3、（本題10分）全面論述新能源在建筑領域的集成應用技術