高考申論題
114年
[輪機技術] 內燃機
第 ⑴ 題
📖 題組：
二、一船舶主機使用天然氣（CH4）為燃料，若天然氣槽的壓力為 P = 25 bar， 温度 T = 20℃，試求其密度，單位 kg/m³；若一天然氣鋼槽的錶壓力 P（gauge pressure）為 68 kPa，試求其絕對壓力 Pabs 為多少大氣壓力 （atm）？及多少 kgf/cm²？（20 分）
二、一船舶主機使用天然氣（CH4）為燃料，若天然氣槽的壓力為 P = 25 bar， 温度 T = 20℃，試求其密度，單位 kg/m³；若一天然氣鋼槽的錶壓力 P（gauge pressure）為 68 kPa，試求其絕對壓力 Pabs 為多少大氣壓力 （atm）？及多少 kgf/cm²？（20 分）
天然氣槽的壓力為 P = 25 bar，温度 T = 20℃，試求其密度（kg/m³）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到求氣體密度應立即聯想「理想氣體狀態方程式（P = ρRT）」。解題關鍵在於先計算甲烷（CH4）的分子量以求出其特定氣體常數 R，並務必將壓力（bar）與溫度（℃）換算為絕對單位（kPa 與 K）再代入計算。
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AI 詳解
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【解題關鍵】使用理想氣體狀態方程式 $P = \rho R T$，並求出天然氣（甲烷 $CH_4$）的特定氣體常數 $R$ 進行計算。 【解答】 計算：
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氣體性質與壓力換算
💡 掌握理想氣體狀態方程應用與絕對壓力換算之物理基準。
🔗 氣體密度與壓力換算流程
- 1 前置標準化 — 將 ℃ 轉為 K，將 bar 或 kPa 確認為絕對值。
- 2 物理量求取 — 根據分子量計算特定氣體常數 R = Ru/M。
- 3 方程式求解 — 代入 P = ρRT 求解密度，需注意單位維度一致。
- 4 多重單位轉換 — 依據 1 atm 之基準比例將壓力換算為 atm 或 kgf/cm²。
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🔄 延伸學習：延伸學習：在高壓狀態下應考慮實際氣體偏差與壓縮因子修正。
