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98年 - 98 高等考試_三級_核子工程：工程熱力學#40180

科目：工程熱力學 | 年份：98年 | 選擇題數：0 | 申論題數：6

試卷資訊

所屬科目：工程熱力學

選擇題 (0)

申論題 (6)

【已刪除】一、考慮一密閉容器體積為 5m3 ，在 0.1MPa壓力下容器內含 0.05m3 飽和液體水和 4.95m3飽和水蒸氣。將熱傳入容器內使得容器內充滿飽和水蒸氣，請問容器內最終 蒸氣壓力為何？若省略動能和位能變化，請計算此一傳熱過程所需的熱傳量（請利 用下表所列水的熱力性質表估算）。（20 分） 
二、針對一化學組成固定的單純可壓縮物質（simple compressible substance），Maxwell 關係式將其熱力性質 P，v，T 和 s 的變化關聯在一起，請推導 Maxwell 關係式。利 用 Maxwell 關係式說明水的熵值變化：0℃時，壓縮液體狀態熵值大於飽和液體狀 態熵值，而且隨著壓力增加而變大；反之，其他溫度如 20℃時，壓縮液體狀態熵值 小於飽和液體狀態熵值，而且隨著壓力增加而變小。（20 分）
三、在絕熱系統（與週界沒有傳熱）內，考慮ㄧ 538℃高溫蓄熱池（high-temperature thermal reservoir）將熱量 1500kJ 傳給ㄧ 260℃低溫蓄熱池（low-temperature thermal reservoir），請計算此一傳熱過程所產生的整體熵值變化（the change in entropy of the universe）。針對此一傳熱過程，在固定傳熱量下如何降低整體熵值變化，說明 其意義。（15 分）
⑴ Rankine 再熱循環（reheat cycle）（10 分）
⑵ Rankine 再生循環（regenerative cycle），僅考慮使用開放式給水加熱器型式（open feedwater heater）（10 分）
五、複循環（combined cycle）發電系統係利用一熱交換器結合 Brayton 燃氣循環和 Rankine 蒸氣循環而得，請繪圖說明並標示相關組件。假設 Brayton 燃氣循環的輸入 熱量為 790.58kJ/kg of gas，淨輸出功為 210.63kJ/kg of gas，而 Rankine 蒸氣循環的 淨輸出功為 1331.4kJ/kg of steam。Brayton 燃氣循環的燃氣進入熱交換器前的焓值為 880.14kJ/kg of gas，出口端則降為 451.80kJ/kg of gas；Rankine 蒸氣循環的水進入熱 交換器前的焓值為 144.85kJ/kg of steam，出口端則上升到 3410.3kJ/kg of steam。 請計算此一複循環發電系統的熱效率。（25 分）