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工程熱力學
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111年 - 111 高等考試_三級_核子工程:工程熱力學#109462
> 申論題
五、請將下圖的溫度-熵(T-s)圖轉換成壓力-比容(P-v)圖及溫度-比容(T-v) 圖。建議你將有關的參考線也繪出。圖中的流體為水,所有的過程均為等溫或等熵。
相關申論題
一、請解釋何謂熱力狀態函數:ξ = f(ξ, φ)某純物質可以經由兩個獨立的熱力性質ξ 及 φ 去得到該狀態的所有其他熱力性質ξ 。又為何強調必須是兩個獨立的熱力性質?
#468822
二、依據試題卷所給的質量與能量守恆方程式,請描述將下面題目的質量與 能量方程式簡化到最終的特定方程式(Specific equations) ;並請描述如 何解得答案: 水蒸汽以相對可忽略的速度進入一絕熱的渦輪機,當時的狀態是 20 MPa 及 600℃,離開渦輪機時的壓力是 10 kPa,速度是 180 m/s,流量是 5.1 kg/s;渦輪機作功 1500 kW。假設為穩定流,同時假設你有軟體可以 求得熱力性質,請問出口的溫度為何?
#468823
三、一個由兩個等壓及兩個等熵過程所組成的穩定步雷登循環(Brayton cycle)使用空氣作為工作流體。它的高低壓力比為 9.0。壓縮機的入口狀 態為 P = 100 kPa 及 T = 310 K,經由燃燒室加熱到出口 T = 1200 K。假設 所有元件的出入口動能與位能的變化都遠小於焓的變化量;同時假設你 有軟體可以求得熱力性質,請描述你如何求得渦輪機每單位流體質量的 作功。並請將此循環繪於 T-s 圖上。如果熱源及熱沉都維持等溫,分別為 = 1400 K 及 = 300 K,請也將不可逆性的區域在 T-s 圖上示意出來。
#468824
四、一個密封絕熱之不銹鋼桶內體積為 1 m3,裝有 800 kg,起始狀態為常壓 及溫度為 20℃的水,經由一 10 kW 的電熱器加熱。假使該不銹鋼桶能 承受的極限壓力是 1 MPa。假設你有軟體可以求得熱力性質,請敘述你 的方法,以求得該不銹鋼桶能夠承受多久的加熱時間?
#468825
⑶理論循環熱效率。
#317599
⑵總功率輸出。
#317598
⑴空氣之流量。
#317597
四、氬氣在 1600 kPa 與 450℃以 55 m/s 的速度穩定地進入一絕熱的渦輪機, 並在 150 kPa 以 150 m/s 的速度離開。渦輪機的入口面積為 60 cm2。若 渦輪機的輸出功率為 190 kW,試求氬氣的出口溫度。(20 分) (氬氣的 R=0.2081 kJ/kg K、Cp=0.52 kJ/kg K、Cv=0.312 kJ/kg K)
#317596
三、10 kg、500 K、300 kPa(狀態 1)的氧氣進行由下面三個過程所建構的 循環:1→2 等溫(isothermal)過程膨脹至 100 kPa;2→3:等壓過程; 3→1:可逆且絕熱的壓縮過程。試求狀態 3 之容積和溫度以及循環之淨 功與淨熱傳量。(20 分) (氧氣的 R=0.2589 kJ/kg K、Cp=0.922 kJ/kg K、Cv=0.662 kJ/kg K、k=1.393)
#317595
二、試說明凱爾文-普朗克敘述及其意義。(12 分)
#317594
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