高考申論題
106年
[機械工程] 熱力學
第 四 題
有一家用加熱系統使用排出之廢空氣來加熱入口新鮮空氣，如圖三所示。已知外界大氣溫度為-10℃，相對濕度為 30%，壓力為 100 kPa。當入口空氣體積流率為 1 m3/s 時，試問要加入多少水流量（kg/hr），才能使空氣之出口之溫度及相對濕度控制在 20℃及 40%。（25 分）
註：1.水蒸汽於-10℃及 20℃，所對應之飽和壓力分別為 0.2601 kPa、2.339 kPa
2.水蒸汽及乾空氣之分子量分別為 18、28.97，空氣氣體常數 R= 0.287 kJ/kg K
📝 此題為申論題
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這是一道典型的濕空氣空調加濕計算題。解題核心在於認知到『乾空氣』在整個過程中質量守恆，需先利用入口條件與理想氣體方程式求出乾空氣質量流率。接著利用相對濕度求出進出口的絕對濕度（濕度比），最後透過水分的質量平衡方程式即可得出答案。
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【解題關鍵】利用理想氣體方程式求出乾空氣質量流率，並根據出入口狀態的水蒸氣分壓計算絕對濕度（濕度比），最後透過質量守恆求得所需添加的水流量。 【解答】 假設條件：
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