地特三等申論題
114年
[機械工程] 熱力學
第 二 題
📖 題組:
五、考慮一個壓縮機,空氣穩定的流入。入口的溫度為 17℃,壓力為100 kPa。出口的溫度為 57℃,壓力為600 kPa。其質量流率為1.6 kg/min。 (每小題 10 分,共 20 分) (一)請問空氣經過這個壓縮機的熵變化是多少? (二)空氣的總能量變化率是多少? (空氣的氣體常數為0.287 kJ/kgK,Cp為1.005 kJ/kgK)
五、考慮一個壓縮機,空氣穩定的流入。入口的溫度為 17℃,壓力為100 kPa。出口的溫度為 57℃,壓力為600 kPa。其質量流率為1.6 kg/min。 (每小題 10 分,共 20 分) (一)請問空氣經過這個壓縮機的熵變化是多少? (二)空氣的總能量變化率是多少? (空氣的氣體常數為0.287 kJ/kgK,Cp為1.005 kJ/kgK)
📝 此題為申論題,共 2 小題
小題 (二)
空氣的總能量變化率是多少?
思路引導 VIP
本題存在陷阱。若是問「穩定控制體積」內的總能量變化率,依穩態定義為0。但若問「流體(空氣)」進出壓縮機所造成的流體能量變化率,指的是空氣流出與流入攜帶的焓流之差 (m_dot * Δh = m_dot * Cp * ΔT)。建議將兩種觀念皆論述清楚。
小題 (一)
請問空氣經過這個壓縮機的熵變化是多少?
思路引導 VIP
考點為理想氣體熵變化的公式 Δs = Cp * ln(T2/T1) - R * ln(P2/P1)。需先將進出口攝氏溫度化為 K。計算出單位質量熵變化 (kJ/kgK) 後,因題目有給定質量流率 (kg/min,需轉為 kg/s),建議一併算出總熵變化率 (kW/K),使答案更為周全。