高考申論題
111年
[核子工程] 工程熱力學
第 四 題
一個密封絕熱之不銹鋼桶內體積為 1 m3，裝有 800 kg，起始狀態為常壓及溫度為 20℃的水，經由一 10 kW 的電熱器加熱。假使該不銹鋼桶能承受的極限壓力是 1 MPa。假設你有軟體可以求得熱力性質，請敘述你的方法，以求得該不銹鋼桶能夠承受多久的加熱時間？（25 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到這題首先辨識出系統為「封閉、絕熱且剛性」，這代表過程遵循定容 (v1=v2) 且能量變化全由電功提供。解題關鍵在於利用總體積與總質量算出「系統比容」，將其與溫度或壓力作為決定狀態1與狀態2的兩個獨立性質，最後代入熱力學第一定律即可求出加熱時間公式。
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【解題思路】利用熱力學第一定律與質量守恆，分析封閉、絕熱且定容系統，透過軟體查取兩狀態點之內能差，即可推導出求得極限加熱時間之方法。 【詳解】 一、運算假設
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