高考申論題
112年
[農業機械] 熱力學
第 三 題
空氣進入一絕熱穩流渦輪機之壓力為 1200 kPa，溫度為 1500 K，出口壓力為 200 kPa。渦輪機之等熵效率為 78%。在等壓比熱為常數且值為 1.004 kJ/kg∙K 之假設下，求出渦輪機出口溫度及熱力學第二效率。（20 分）
📝 此題為申論題
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看到這題應立刻想到「理想氣體等熵關係式」與「開放系統能量平衡」。首先依據等壓比熱與標準氣體常數推導等熵出口溫度，再用等熵效率算出實際出口溫度；計算熱力學第二效率時，必須留意題目未給環境死狀態（Dead state）溫度，考生須自行合理假設（如 298 K），並計算實際作功與可逆作功（包含 Exergy destruction）的比例來求解。
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【解題思路】利用理想氣體狀態方程式與等熵過程關係式求出理想出口溫度，再藉由等熵效率求得實際出口溫度，最後搭配合理假設之環境死狀態溫度進行可用能（Exergy）分析求出熱力學第二效率。 【詳解】 已知：
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