地特三等申論題
114年
[機械工程] 熱力學
第 二 題
📖 題組：
三、二氧化碳氣體進入一個絕熱的壓縮機。在入口的壓力為100 kPa以及溫度為 300 K 。同時入口的質量流率為 0.5 kg/s 。而在出口端其壓力為600 kPa，溫度為450 K。若忽略動能損失。請計算： （每小題 10 分，共 20 分） (一)入口的體積流率是多少？ (二)需要多少功輸入給這個壓縮機？ （二氧化碳的氣體常數為0.1889 kJ/kgK，Cp = 0.846 kJ/kgK）
三、二氧化碳氣體進入一個絕熱的壓縮機。在入口的壓力為100 kPa以及溫度為 300 K 。同時入口的質量流率為 0.5 kg/s 。而在出口端其壓力為600 kPa，溫度為450 K。若忽略動能損失。請計算： （每小題 10 分，共 20 分） (一)入口的體積流率是多少？ (二)需要多少功輸入給這個壓縮機？ （二氧化碳的氣體常數為0.1889 kJ/kgK，Cp = 0.846 kJ/kgK）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (二)
需要多少功輸入給這個壓縮機？
思路引導 VIP
考點為開放系統(控制體積)的穩態能量守恆 (熱力學第一定律)。題目給定「絕熱」且「忽略動能損失(與位能)」，因此能量平衡可簡化為輸入的功率等於流體進出系統的焓增，即 W_dot_in = m_dot * Δh = m_dot * Cp * (T2 - T1)。代入數據即可求解。
小題 (一)
入口的體積流率是多少？
思路引導 VIP
辨識考點：開放系統(穩態流動)中質量流率與體積流率的關係。可視為理想氣體狀態方程式的速率形式 (P * V_dot = m_dot * R * T)，代入壓力、溫度和質量流率即可得體積流率 (m³/s)。