地特三等申論題
107年
[機械工程] 熱力學
第 一 題
有一空氣噴流以 200 m/s、25℃、100 kPa 之狀態吹向一壁面,形成一駐點流(stagnation-point flow)。假設此噴流為一可逆絕熱流場,利用可用能及第二定律之相關方程式求出駐點(stagnation point)之溫度及壓力。空氣等壓比熱為 1.004 kJ/kgK,比熱比為 1.4。(20 分)
📝 此題為申論題
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看到題目特別要求「利用可用能及第二定律」時,不應只寫第一定律的能量守恆。解題關鍵在於:先列出開放系統的「可用能平衡方程式」,並利用第二定律指出可逆絕熱即「等熵(無可用能破壞)」,藉此簡化出駐點溫度的關係式;接著再直接使用等熵關係式(Gibbs關係式推導)計算出駐點壓力。
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【解題思路】利用可逆絕熱過程的穩流可用能守恆(無可用能破壞)推導出駐點溫度關係式,再配合熱力學第二定律(等熵關係)求出駐點壓力。 【詳解】 已知:
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