第 一 題

本題屬於穩流開放系統能量守恆的典型應用。看到噴嘴，應立即想到熱力學第一定律展開式，忽略位能變化並代入動能與熱傳項；解題關鍵在於動能單位 $(\text{m/s})^2$ 轉換為 $\text{kJ/kg}$ 時必須除以 $1000$。計算出出口焓值後，再利用空氣性質表進行線性內插求得對應的出口溫度。

1. 看到「總熵變化量」，應立刻聯想到熱力學第二定律的 $\Delta s_{total} = \Delta s_{sys} + \Delta s_{surr}$，也就是系統熵變與環境熵變的和。
2. 系統為開放系統，先利用「穩態能量方程式（第一定律）」計算出出口的焓（$h_2$），過程中務必將動能差換算成 kJ/kg（除以2000）；再內插求出出口標準熵（$s^\circ_2$）。