20 道基础科学与制冷循环练习题及答案
NATE 暖通空调认证考试练习的全部基础科学与制冷循环练习题，附正确答案和简短解析。
开始练习测验 →1. 一位业主说空调是"制造冷气并把冷气吹进屋里"。从技术角度看，对这套设备实际作用的正确描述是什么？
- A.它把热量从室内空气搬到室外空气中。✓ 答案
- B.它在蒸发器内制造冷量并送入风管。
- C.它把室内热量转化为冷能储存在制冷剂里。
- D.它在压缩机内把热能消灭掉再排到室外。
能量既不能被创造也不能被消灭，也不存在所谓的"冷能"。制冷系统是通过把热量搬出房间来降低室内温度的：蒸发器中的制冷剂温度低于室内空气，热量因此从空气流入制冷剂，随后再被排放到室外。
编号 QB-RHG6DC依据： NATE Core knowledge areas, Using Basic Science — mechanics and conservation of energy; direction of heat flow报告此题的问题
2. 下列哪项正确区分了显热与潜热？
- A.两者都会改变温度，只是潜热只作用于液体，显热只作用于气体。
- B.显热改变物质的温度而不改变其状态；潜热改变物质的状态而不改变其温度。✓ 答案
- C.显热改变物质状态而不改变其温度；潜热改变物质温度而不改变状态。
- D.显热以英热单位（BTU）计量，而潜热只以温升的度数来计量。
显热是温度计能测出的热量：它使物质升温或降温，而物质的相态保持不变。潜热是在沸腾、冷凝、融化或凝固过程中被吸收或释放的"隐藏"热量，在这种状态变化发生期间温度保持不变。两者都是热量，都以英热单位（BTU）计量。
编号 QB-72YNMA依据： NATE Core knowledge areas, Taking Temperature and Humidity Measurements — latent heat and sensible heat报告此题的问题
3. 在炎热潮湿的午后，室内盘管从回风中冷凝出大量水分。这种除湿过程如何影响系统必须承担的负荷？
- A.对负荷没有影响，因为所需能力只由干球温度决定。
- B.减少总负荷，因为冷凝水会把热量带进排水管排走。
- C.增加潜热负荷，因为把水蒸气冷凝成液体必须移除热量。✓ 答案
- D.增加显热负荷，因为把水分从空气中析出才使干球温度下降。
水蒸气冷凝时会把汽化潜热释放给盘管，系统必须像移除显热一样把这部分热量带走。在潮湿天气里，潜热可能占总负荷的很大比例，这也是为什么系统在干球温度上已经满足恒温器设定，房间仍然感觉发黏发闷。
编号 QB-QH5U7B依据： NATE Core knowledge areas, Taking Temperature and Humidity Measurements — fundamentals of humidity; latent and sensible heat报告此题的问题
4. 技术员用红外测温仪对准吸气管，不接触管子就读出了它的表面温度。这种仪器依靠的是哪种传热方式？
- A.蒸发，因为管子表面的水膜使感温元件降温。
- B.传导，因为热量通过管子与仪表的直接接触传递。
- C.辐射，因为能量以电磁波形式传播，无需介质。✓ 答案
- D.对流，因为流动的气流把热量从管子带到传感器。
传导需要直接接触，对流需要流动的流体，而辐射则以电磁能的形式在空间中传播。红外测温仪感测的是辐射能量，因此它只能读出物体的表面温度，会受到表面发射率的影响，并且无法测量空气本身的温度。
编号 QB-62MBF9依据： NATE Core knowledge areas, Taking Temperature and Humidity Measurements — conduction, convection and radiation; infrared thermometers报告此题的问题
5. 对于处于饱和状态、液体与蒸气共存的纯制冷剂而言，压力与温度之间是什么关系？
- A.压力与温度互不相关，改变其中一个不会影响另一个。
- B.压力升高时，制冷剂沸腾所对应的温度反而会降低。
- C.饱和温度由系统的制冷剂充注量决定，而不是由压力决定。
- D.每个饱和压力只对应一个温度，压力升高该温度也随之升高。✓ 答案
在饱和状态下，纯制冷剂的压力与温度是一一对应、彼此锁定的，压力-温度对照表所列的正是这种关系。整个制冷循环就建立在这一点上：压缩机提高压力，使制冷剂能在高于室外环境的温度下冷凝；节流装置降低压力，使制冷剂能在低于室内空气的温度下沸腾。
编号 QB-PHSG2A依据： NATE Core knowledge areas, Using Basic Science — temperature versus pressure and the saturation relationship报告此题的问题
6. 在运行正常的蒸发器盘管内部，制冷剂会发生什么变化？
- A.它全程保持液态，只是流经管路时变得更冷。
- B.它被压缩到更高压力，从而获得吸热的能力。
- C.它吸收空气中的热量，由液态沸腾为蒸气。✓ 答案
- D.它由蒸气冷凝为液体，把热量放给流过的空气。
蒸发器是低压侧的吸热部件。由节流装置进入的低压液体在低于空气温度的温度下沸腾，因此热量以潜热形式从空气流入制冷剂。当最后一滴液体沸腾完毕后，剩下的蒸气继续吸收显热，这部分热量就是在盘管出口测得的过热度。
编号 QB-529Z98依据： NATE CHP-5 HVAC Fundamentals knowledge areas, heat transfer and the basic cooling cycle — basic refrigeration circuit报告此题的问题
7. 下列哪项最准确地描述了压缩机在制冷循环中的作用？
- A.它冷却制冷剂，使冷凝器随后能够把热量排出。
- B.它提高制冷剂蒸气的压力和温度并使其循环。✓ 答案
- C.它在制冷剂到达冷凝器之前把蒸气冷凝成液体。
- D.它以受控的流量把液态制冷剂送入蒸发器。
压缩机是一台蒸气泵。压缩蒸气会提高其压力，也随之提高其饱和温度，使制冷剂随后能在高于室外空气的温度下冷凝。蒸气可以被压缩而液体不能，因此沿吸气管返回的液体会损坏阀片和活塞——这正是必须确认过热度的实际原因。
编号 QB-NHE6V8依据： NATE CHP-5 HVAC Fundamentals knowledge areas, heat transfer and the basic cooling cycle — basic refrigeration circuit报告此题的问题
8. 在同一台运行中的系统里，把冷凝器排出的热量与蒸发器吸收的热量作比较，下列哪项说法正确？
- A.冷凝器排出的热量更多，因为它还要排掉压缩热。✓ 答案
- B.哪一个更大取决于节流装置的类型，无法一概而论。
- C.冷凝器排出的热量更少，因为吸气管散失了部分热量。
- D.两者总是完全相等，因为进入多少热量就排出多少。
总排热量等于蒸发器吸收的热量加上压缩机对制冷剂所做的功。由于压缩机的这部分功最终变成排气蒸气中的热量，冷凝器需要排出的热量总是多于蒸发器所吸收的热量，这也是冷凝器容量要按大于蒸发器负荷来选型的原因。
编号 QB-C2RBGG依据： NATE CHP-5 HVAC Fundamentals knowledge areas, heat transfer and the basic cooling cycle — dynamic analysis of temperatures and pressures in the refrigerant circuit报告此题的问题
9. 哪两个部件把机械制冷系统划分为高压侧和低压侧？
- A.压缩机和节流装置。✓ 答案
- B.过滤器和分离器。
- C.冷凝器和储液罐。
- D.蒸发器和冷凝器。
压力只在做功处和节流处发生变化。压缩机在排气口提高压力，节流装置在其出口降低压力，因此高压侧从压缩机排气口经冷凝器和液管一直到节流装置进口，低压侧则从节流装置出口经蒸发器和吸气管回到压缩机。
编号 QB-VHWG3H依据： NATE CHP-5 HVAC Fundamentals knowledge areas, heat transfer and the basic cooling cycle — basic refrigeration circuit components报告此题的问题
10. 技术员读得的吸气压力对应的饱和温度为 40°F，在同一测点测得吸气管温度为 52°F。正确的解读是什么？
- A.过热度为 12°F，离开蒸发器的制冷剂全是蒸气。✓ 答案
- B.过冷度为 12°F，说明该处存在满管的液体。
- C.过热度为 92°F，由两个读数相加即可得出。
- D.过热度为 40°F，因为饱和温度本身就是过热度数值。
过热度等于实测管温减去该测量压力所对应的饱和温度，即 52°F 减 40°F 等于 12°F。只要能测出过热度，就证明制冷剂已完全沸腾，蒸气温度已高于饱和温度，这正是防止液体进入压缩机的保障。
编号 QB-W478KG依据： NATE CHP-5 HVAC Fundamentals knowledge areas, heat transfer and the basic cooling cycle — superheat报告此题的问题
11. 某液管压力对应的饱和温度为 110°F，而在同一测点测得的液管温度为 98°F。下列哪项说法正确？
- A.冷凝器出口处存在 12°F 的过热度。
- B.过冷度为 208°F，由两个数值相加得出。
- C.该测点的液管上存在 12°F 的过冷度。✓ 答案
- D.没有过冷度，因为液管温度必须高于饱和温度。
过冷度等于实测液管压力所对应的饱和温度减去实际液管温度，即 110°F 减 98°F 等于 12°F。被冷却到低于饱和温度的液体不会在管内闪发成气体，因此过冷度就是证明供给节流装置的是满管液体、而非液气混合物的依据。
编号 QB-DMZ2ZF依据： NATE CHP-5 HVAC Fundamentals knowledge areas, heat transfer and the basic cooling cycle — subcooling报告此题的问题
12. 当吸气管温度恰好等于所测吸气压力对应的饱和温度时，过热度为零。这告诉技术员什么？
- A.制冷剂仍处于饱和状态，液体可能回流到压缩机。✓ 答案
- B.节流装置完全堵塞，制冷剂已经停止流动。
- C.蒸发器供液不足，系统制冷剂充注量偏低。
- D.压缩机吸入的是干蒸气，且安全余量充足。
只要液体与蒸气共存，无论再加入多少热量，混合物都保持在饱和温度，只有当最后一点液体沸腾完毕后温度才会高于饱和温度。因此过热度为零意味着盘管内的沸腾尚未完成，未蒸发的液体可能沿吸气管流到压缩机。
编号 QB-X4JJRH依据： NATE CHP-5 HVAC Fundamentals knowledge areas, heat transfer and the basic cooling cycle — superheat报告此题的问题
13. 在同一台运行中的系统上，蒸发器过热度与总过热度之间是什么关系？
- A.总过热度在冷凝器出口测量，蒸发器过热度在阀口测量。
- B.蒸发器过热度通常是两者中较高的那一个数值。
- C.两者总是相同，因为离开盘管后过热度不会再变化。
- D.压缩机进口测得的总过热度通常高于蒸发器过热度。✓ 答案
蒸发器过热度在盘管出口测量，反映盘管本身的工作状况；总过热度在压缩机进口测量，反映压缩机实际吸入的状态。由于吸气管在这两点之间会从周围环境吸热，总过热度通常是较大的数值，把两者混为一谈会导致对制冷剂充注量的错误判断。
编号 QB-EMCD6H依据： NATE CHP-5 HVAC Fundamentals knowledge areas, heat transfer and the basic cooling cycle — superheat报告此题的问题
14. 炎热午后室内负荷急剧上升。热力膨胀阀与固定孔径节流装置的反应有何不同？
- A.两者都不响应负荷，流量只由压缩机的转速决定。
- B.两者都会调节以稳定过热度，只是固定孔径反应更快。
- C.膨胀阀会关小以保护压缩机，而固定孔径反而会开大。
- D.膨胀阀开大以维持过热度，固定孔径无法改变开度。✓ 答案
热力膨胀阀感测离开盘管的制冷剂温度和压力，并调节阀口开度，使过热度在很宽的负荷范围内维持在设定值附近。固定孔径或毛细管只有一个固定通道，其流量只随两端压差变化，因此无法跟随负荷变化，其过热度会随负荷和充注量而波动。
编号 QB-U4GJ8E依据： NATE CHP-5 HVAC Fundamentals knowledge areas, heat transfer and the basic cooling cycle — metering devices报告此题的问题
15. 电子膨胀阀在原理上与传统热力膨胀阀有何不同？
- A.由控制器根据电子温度和压力信号来驱动阀位。✓ 答案
- B.它没有活动部件，仅靠固定孔径的大小计量制冷剂。
- C.它只对高压侧压力作出反应，不理会蒸发器出口。
- D.它像热力膨胀阀一样用感温包和毛细管感测出口。
两种阀都是控制过热度的，但热力膨胀阀是一个自成一体的机械装置，靠感温包压力与弹簧力和蒸发压力相平衡；而电子膨胀阀由控制器读取传感器信号后驱动。由于控制器可以持续依据读数动作并改变目标值，电子膨胀阀能在更宽的负荷和蒸发温度范围内更精确地维持过热度。
编号 QB-BMADND依据： NATE CHP-5 HVAC Fundamentals knowledge areas, heat transfer and the basic cooling cycle — metering devices报告此题的问题
16. 下列哪项正确地把充注量校核方法与节流装置类型对应起来？
- A.固定孔径系统用过热度校核，热力膨胀阀系统用过冷度校核。✓ 答案
- B.两种系统都用过热度校核，因为过热度总能反映充注量。
- C.孔径系统用过冷度校核，热力膨胀阀系统用过热度校核。
- D.两种系统都只读吸气压力即可校核，无需测量温度。
热力膨胀阀会自动调节，在较大的充注量范围内把过热度维持在设定值附近，因此在这类系统上过热度几乎说明不了充注量；反映冷凝器内液体储量的过冷度才是有意义的指标。固定孔径无法调节，其过热度随充注量直接变化，因而是恰当的测量对象，并应对照制造商依据室外干球温度和室内湿球温度编制的图表来判读。
编号 QB-V4UVDF依据： NATE CHP-5 HVAC Fundamentals knowledge areas, heat transfer and the basic cooling cycle — superheat and subcooling报告此题的问题
17. 一台制冷系统运行时过热度偏高、过冷度偏低。假定风量和盘管清洁度已确认正常，这种组合指向什么问题？
- A.制冷剂过量，多余的液体堆积在冷凝器内部。
- B.制冷剂不足或液管堵塞，使蒸发器供液不足。✓ 答案
- C.冷凝器风机转速过高，把液态制冷剂过度冷却。
- D.节流装置供液过多，使蒸发器盘管处于满液状态。
过冷度低说明到达节流装置的液体储量不足，过热度高说明蒸发器过早耗尽液体、盘管后段只剩蒸气。系统制冷剂不足和限制液体流量的堵塞都会造成同样的"缺液"特征，因此下一步应寻找能识别堵塞的压降或温降。
编号 QB-CMNQTE依据： NATE CHP-5 HVAC Fundamentals knowledge areas, heat transfer and the basic cooling cycle — superheat and subcooling diagnostics报告此题的问题
18. 两台系统的吸气压力都偏低：一台制冷剂不足，另一台的液管干燥过滤器部分堵塞。下列哪项观察最能把这两种情况区分开？
- A.不回收全部制冷剂并按重量重新充注就无法区分。
- B.只有制冷剂不足的系统过热度高，堵塞时过热度正常。
- C.堵塞的系统过冷度正常，且跨过滤器有明显的温降。✓ 答案
- D.只有堵塞的系统吸气压力低，制冷剂不足会使其升高。
两种故障都会使蒸发器供液不足，因此都会让吸气压力下降、过热度上升。区别在于制冷剂积存在哪里：堵塞会把液体拦在上游，所以过冷度仍然正常甚至偏高，而过滤器两端的压降会表现为温降，有时还会出现出汗或结霜。制冷剂不足的系统则是整体制冷剂量都不够，因此整条液管的过冷度都偏低。
编号 QB-25MJ9N依据： NATE CHP-5 HVAC Fundamentals knowledge areas, heat transfer and the basic cooling cycle — dynamic analysis of temperatures and pressures in the refrigerant circuit报告此题的问题
19. 某系统充注的是具有明显温度滑移的非共沸混合制冷剂。计算时应分别采用哪个饱和温度？
- A.滑移不影响这些计算，两者用同一饱和温度即可。
- B.过冷度用泡点温度计算，过热度则用露点温度计算。✓ 答案
- C.过热度和过冷度都采用滑移范围的中间温度。
- D.过冷度用露点温度计算，过热度则用泡点温度。
在非共沸混合制冷剂中，各组分是在一个温度范围内沸腾和冷凝的，而不是在单一温度点。泡点是最后一点蒸气冷凝成液体的温度，因此作为过冷度的参照；露点是最后一点液体沸腾成蒸气的温度，因此作为过热度的参照。用错滑移区间的哪一端，会使所有读数整体偏差一个滑移量。
编号 QB-HMEDPM依据： Standard refrigeration cycle theory — zeotropic blend temperature glide, bubble point and dew point报告此题的问题
20. 给系统充注非共沸混合制冷剂时，为什么必须以液态从钢瓶中取出，而不能抽取气态？
- A.因为液态充注更快，还能在过程中冷却压缩机。
- B.因为气态充注无法把系统压力升到足以启动机组。
- C.因为混合物中含有冷冻油，而油只能以液态转移。
- D.因为抽取气态会改变混合物中各组分的配比。✓ 答案
非共沸混合制冷剂是由沸点不同的制冷剂混合而成的，离开钢瓶的蒸气中易挥发组分的比例偏高。因此抽取气态会造成配比分馏，钢瓶和系统中都不再是原设计的配比，从而改变压力、能力和温度滑移。正确做法是取液态，并加以节流或计量，使压缩机绝不会吸入成股液体。
编号 QB-3V5QRB依据： Standard refrigeration cycle theory — zeotropic blends, fractionation and liquid charging practice报告此题的问题
本考试的其他主题
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