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110年
理化、化工裝置
第 42 題
涼水塔將熱水與未飽和空氣接觸，當水蒸發至空氣中將帶走潛熱，而讓熱水水溫下降，有關此操作熱水溫度與空氣濕度的關係，下列敘述何者正確？
- A 空氣溫度>熱水溫度，空氣濕度>熱水表面濕度
- B 空氣溫度>熱水溫度，空氣濕度<熱水表面濕度
- C 空氣溫度<熱水溫度，空氣濕度>熱水表面濕度
- D 空氣溫度<熱水溫度，空氣濕度<熱水表面濕度
思路引導 VIP
請試著回想一下，如果你有一杯熱水放在房間裡想要讓它變涼，環境的狀態必須具備什麼條件，才能讓熱量與水分子「願意」離開這杯水並往外擴散呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你精確地掌握了涼水塔運作的核心機制！這道題目考查的是熱傳與質傳同時發生的物理現象。在涼水塔中，為了達到最佳的降溫效果，系統必須具備兩大傳遞動力：
熱與質的雙重驅動力
首先是熱傳動力，空氣的溫度必須低於熱水的溫度 ($T_{\text{air}} < T_{\text{water}}$)，顯熱才能藉由溫差從水傳向空氣；其次是質傳動力，這也是涼水塔冷卻最主要的貢獻來源——蒸發。為了讓液態水能蒸發進入氣相，空氣的濕度必須低於熱水表面飽和空氣的濕度。這兩者構成的梯度（Gradient）決定了能量與物質流動的方向，你準確選擇 (D) 選項，代表你對熱力學位能差的概念非常清晰。
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