申論 12 kg 的冰塊,其溫度為-18℃。冰塊之比熱與溫度之關係為C = (2.1 + 0.0069T) kJ/kg.K,p冰塊之溶解潛熱為330 kJ/kg,液態水之比熱為C = 4.18 kJ/kg.K。請估算此冰塊由p-18℃升溫至82℃之內能改變量。(15 分)
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弱點分析
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申論 2一車輛散熱器(radiator)使用乙二醇(ethylene glycol)為冷媒,如圖所示。乙二醇之質量流率為2.2 kg/s,進入散熱器之溫度為65℃,離開之溫度為26℃。壓力為1 atm,溫度為20℃及體積流率為270 m3/min 之空氣吹過散熱器,將熱量帶走。乙二醇之等壓比熱為2.85 kJ/kg.K,空氣之平均等壓比熱為1.05 kJ/kg.K,試求空氣出口之溫度以及此熱交換過程之熵產生量(entropy generation)。(15 分)Antifreeze2.2 kg/s65℃①Air270 m3/min20℃③T4②26℃
申論 3如圖所示,利用一絕熱之空壓機(compressor),將狀態為100 kPa,25℃之大氣填充至體積為0.5 m之剛性容器(tank)。容器之初始壓力及溫度分別為100 kPa 及25℃。在此填充過程中,容器內空氣與其外界環境之熱傳,使得容器內空氣溫度維持為25℃。試求當容器內空氣壓力為1000 kPa 時,壓縮機所需之最小功為何?假設空氣之等壓比熱為1.005 kJ/kg.K。(15 分)②①compressortank106年公務人員高等考試三級考試試題 代號:25420類科:機械工程科目:熱力學
申論 4如圖所示,使用分割之蒸發器(evaporator)可提供冷藏空間(refrigerator)及冷凍空間(freezer)。假設此循環為一理想之冷凍循環且每一蒸發器維持等壓。㈠繪出此循環之T-S 圖。㈡以焓改變量表示此循環之性能係數(coefficient of performance, COP)。㈢以焓改變量表示當循環僅有冷凍空間時之COP 並與㈡之COP 比較。(20 分)QHcondenserexpansion valveWC CcompressorrefrigeratorQLR1freezerexpansion valve QLF
申論 5大氣在壓力為105 kPa,溫度為35℃,相對溼度為70%,流量為5 kg/s,進入一大型空調系統,此大氣離開此空調系統時,其壓力為100 kPa,溫度為20℃,相對溼度為26%。試求每小時有多少水從此空調系統移除?(數據提供:水在35℃及20℃之飽和壓力分別為5.628 kPa 及2.339 kPa)。(15 分)
申論 6試由兩相平衡具有相等之吉布斯函數(Gibbs function)推導克拉佩龍方程式(Clapeyron equation)並說明其用途。(20 分)