申論 1考慮一控制質量(control mass)可藉由可逆過程(過程A)或不可逆過程(過程B),由狀態1變化到狀態2,試問:㈠如何求得由狀態1到狀態2的熵值變化,寫出數學表示式。(5分)㈡沿著過程A 或過程B 由狀態1到狀態2,兩個過程所得的熵值變化,有無不同?(5分)㈢由狀態1沿著過程A 到狀態2,如果過程A 不傳熱,狀態1和狀態2間的熵值變化為何?(5分)㈣沿續第㈢小題,如果過程B 也不傳熱,狀態1有無可能變化到狀態2?(5分)㈤有什麼辦法可以減熵?(5分)
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弱點分析
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申論 2為了提升能源使用效率,蒸汽動力廠(steam power plant)經常採用汽電共生(cogeneration)系統,試問:㈠何謂汽電共生?請繪出整體組件配置和工作流體循環路徑的示意圖,並利用T-s圖來配合解釋說明。(10分)㈡請列出汽電共生的能源使用效率表示式,與朗肯循環(Rankine cycle)熱效率比較,說明其優越性。(5分)
申論 3一密封罐中含有飽和水蒸汽(saturated steam),亦即含有液態和氣態的水,兩相共存;如果持續對密封罐加熱,你覺得此一加熱過程中液態的水會愈來愈多或愈來愈少,為什麼?請利用T-v 圖來說明。(10分)
申論 4考慮一理想氣體經過一可逆多變過程(reversible polytropic process),且此一過程為穩態穩流過程(steady-state steady-flow process),若省略動能及位能的變化,請推導其功的表示式。(20分)
申論 5依據空氣標準(air-standard)動力循環的假設,以空氣為工作介質,試問:㈠鄂圖循環(Otto cycle)和狄塞爾循環(Diesel cycle)是由那幾個熱力過程所組成?請以P-v 圖來分別說明。(10分)㈡假設空氣的比熱為定值,請分別列出鄂圖循環和狄塞爾循環的熱效率表示式。(10分)㈢假設兩個循環具有相同的壓縮過程(壓縮過程的起始狀態、活塞位移量和壓縮比皆相同),請以T-s 圖來說明何者的熱效率高?假設兩個循環具有相同的最高溫度和壓力,請以T-s 圖來說明何者的熱效率高?(10分)