高考申論題
112年
[農業機械] 熱力學
第 三 題
📖 題組：
將大氣等壓或等容冷卻，何者之露點溫度（dew point temperature）較低？請以 T-S 圖解釋。（5 分） (二)將大氣溫度由 35℃ 降至 20℃，絕對濕度由 0.0175 降至 0.01，相對濕度由 50% 提高至 70%，請問需加濕或除濕？請將此過程顯示於濕氣圖上。（5 分） (三)大氣自 20℃，100 kPa，相對濕度 60% 壓縮至 600 kPa，並冷卻至 20℃，將水分移除。若乾空氣流量為 0.5 kg/s，請問水移除流量及冷卻後之相對濕度。（10 分）
將大氣等壓或等容冷卻，何者之露點溫度（dew point temperature）較低？請以 T-S 圖解釋。（5 分） (二)將大氣溫度由 35℃ 降至 20℃，絕對濕度由 0.0175 降至 0.01，相對濕度由 50% 提高至 70%，請問需加濕或除濕？請將此過程顯示於濕氣圖上。（5 分） (三)大氣自 20℃，100 kPa，相對濕度 60% 壓縮至 600 kPa，並冷卻至 20℃，將水分移除。若乾空氣流量為 0.5 kg/s，請問水移除流量及冷卻後之相對濕度。（10 分）
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (三)
大氣自 20℃，100 kPa，相對濕度 60% 壓縮至 600 kPa，並冷卻至 20℃，將水分移除。若乾空氣流量為 0.5 kg/s，請問水移除流量及冷卻後之相對濕度。（10 分）
思路引導 VIP
看到濕空氣的「壓縮與冷卻」題型，首要判斷「是否發生結露」。請先計算初始狀態的絕對濕度與水氣莫耳分率，再假設未結露去推算壓縮後的水氣分壓；若該值大於同溫度下的飽和蒸氣壓，即代表必然凝結（相對濕度達100%）。最後透過乾空氣質量流率乘上前後絕對濕度差，即可得出水分移除率。
小題 (一)
將大氣等壓或等容冷卻，何者之露點溫度（dew point temperature）較低？請以 T-S 圖解釋。（5 分）
思路引導 VIP
解題關鍵在於理解『露點溫度』取決於水氣的分壓。考生需思考等容冷卻與等壓冷卻過程中水氣分壓的變化差異，利用理想氣體方程式推導壓力變化，並在 T-S 圖上運用等容線與等壓線的斜率關係來佐證。
小題 (二)
將大氣溫度由 35℃ 降至 20℃，絕對濕度由 0.0175 降至 0.01，相對濕度由 50% 提高至 70%，請問需加濕或除濕？請將此過程顯示於濕氣圖上。（5 分）
思路引導 VIP
判斷空氣調節過程為加濕或除濕，唯一判斷基準為「絕對濕度（濕度比，ω）」的增減，不可受相對濕度變化誤導。在濕空氣線圖（Psychrometric chart）中標出初始與最終狀態點，觀察其在縱軸（ω）的移動方向即可確認水分的進出。