moea_joint_essay
107年
[機械] 熱力學與熱機學、流體力學與流體機械
第 三 題
📖 題組:
二、有關熵原理,試問:(15 分)
二、有關熵原理,試問:(15 分)
📝 此題為申論題,共 3 小題
小題 (三)
空氣自 170 kPa,60 ℃絕熱膨脹至(1) 100 kPa,5 ℃,(2) 100 kPa,20 ℃,空氣之定壓比熱 Cp=1.0035 kJ/kg∙oK,氣體常數 R=0.287 kJ/kg∙oK,請以增熵原理解釋此 2 種狀態之膨脹過程是否可能發生? (計算至小數點後第 3 位,以下四捨五入)(5 分)
思路引導 VIP
代入 Δs = Cp ln(T2/T1) - R ln(P2/P1)。若 Δs < 0 則不可能發生;若 Δs ≥ 0 則可能發生。
小題 (一)
由熵的定義可以推導出 2 個方程式,稱為 Tds 方程式:Tds = du + pdv、Tds = dh - vdp,試利用此 2 個 Tds 方程式,分別導出比熱為常數之理想氣體,任意 2 種狀態間熵之改變量的代表式。(6 分)
思路引導 VIP
利用 du = Cv dT、dh = Cp dT 以及狀態方程式 P=RT/v 與 v=RT/P,將式子除以 T 後對狀態 1 到 2 進行積分即可。
小題 (二)
請簡述對於一個絕熱密閉系統的增熵原理(principle of the increase of entropy)。(4 分)
思路引導 VIP
說明孤立系統(或絕熱密閉系統)在無熱傳時,系統內發生的任何過程,其熵變化量恆大於或等於零。