第 一 題

遇到噴嘴與等熵效率題目，首先確認系統為開放系統並列出控制體積能量守恆方程式（SFEE）。接著利用理想氣體等熵關係式求出理想出口溫度（T2s），代入噴嘴等熵效率定義推算實際出口溫度（T2a），最後將焓降（Δh）轉換為動能以求得實際出口速度，過程中務必留意單位換算（kJ/kg 轉 J/kg）。

面對熵變計算，首先應確認系統物質（理想氣體空氣）並寫出合適的熵變公式：Δs = Cpln(T2a/T1) - Rln(P2/P1)。接著，判斷是否違反熱力學第二定律的關鍵在於『系統總熵生成（S_gen）是否大於等於零』，由於本題為絕熱系統，系統本身之熵變即為總熵生成。

看到「內部可逆」與「等溫過程」，應立刻聯想到熱力學第二定律的基礎關係式 δQ = Tds。接著判斷水從飽和液體變為過熱蒸氣時的熵（Entropy）變化，即可直接推導出熱量傳遞的正負號（吸熱或放熱）。

看到此題先釐清過程 B 的始末狀態與熱力學性質。初態為飽和液態，末態為過熱蒸氣，等溫過程必然伴隨相變與吸熱現象。利用可逆過程之熵定義（dS = δQ/T）或 T-s 圖直接判斷狀態變化對熵的影響。