105年 - 105 高等考試_三級_核子工程：工程熱力學#54489

科目：工程熱力學 | 年份：105年 | 選擇題數：0 | 申論題數：7

試卷資訊

所屬科目：工程熱力學

選擇題 (0)

申論題 (7)

一、請區分何謂「物理性質（physical property）與」「熱力性質（thermodynamic property）？」請分別給兩個性質（12 分）。請問這兩類性質在一般核電廠的朗肯循環（Rankine cycle）應用中，何以物理性質的變化所造成的能量改變遠比不上熱力性質的變化所造成的能量改變？（8 分）

二、一個剛硬（rigid）且完全隔熱（well-insulated）的節流閥（throttling valve）被應用來將工作流體由高壓轉換成低壓狀態。飽和液態水穩定地進入節流閥的溫度為 150℃；離開節流閥時候的壓力為 100 kPa。如果出入口的動能變化遠小於焓的變化忽略，能量守恆方程式可以簡化到怎樣的型式？請敘述方法如何決定內能的變化。（10 分）請簡易繪出該過程於 T-s 與 p-v 圖上。（10 分）［註：不必求得答案。］

⑴如果該引擎為一簡單理想的布雷登循環（Brayton cycle），它的壓縮比（compression ratio）為 9，進入壓縮機的空氣壓力是 1 atm，最高與最低的運轉溫度分別為 900℃ 及 30℃。假設空氣的比熱為常數，Cp = 1.0 kJ/kg-K，理想氣體常數 R = 0.25 Cp。請求得該循環的效率（thermal efficiency）與每單位質量的不可逆性。（18 分）

⑵請依以上的條件將卡諾循環（Carnot cycle）及布雷登循環繪於 T-s 圖上，並請將不可逆性以陰影區標示於 T-s 圖上。（12 分）

⑴請繪出 T-s 與 p-v 圖，並將狀態 1, 2, 3 標示在圖上。（15 分）

⑵描述如何求出每一過程熵的變化量。（10 分）［註：不必求得答案。］

⑶描述如何求出過程 1 2 的作功量。分）（5 ［註：不必求得答案。］