高考申論題
109年
[化學工程] 物理化學(包括化工熱力學)
第 一 題
將定壓氣體由管線中注入一空槽。若忽略氣體與周遭間的熱傳，則氣體入口管線中氣體焓值與槽中氣體的內能間關係為何？若氣體為理想氣體而且有一定的熱容（heat capacity），則槽中氣體溫度與管線入口的氣體溫度為何？（20分）
📝 此題為申論題
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本題為典型的「非穩態開口系統（Unsteady-state open system）」熱力學第一定律應用，俗稱「裝罐問題」。解題第一步應寫出控制體積的質量與能量守恆方程式；第二步根據題目條件（絕熱、無軸功、初始為空槽）刪減項次，推導出比內能與比焓的關係；最後利用理想氣體關係式（$dU=C_vdT$、$R=C_p-C_v$）代入轉換，即可求得兩溫度的關係。
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【解題思路】利用非穩態開口系統（Unsteady-state Flow Process）的質量守恆與熱力學第一定律（能量守恆）進行推導，並結合理想氣體之狀態方程式與熱容定義求解。 【詳質】 一、氣體入口管線中氣體焓值與槽中氣體內能間之關係
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