申論 1請說明下列㈠、㈡、㈢及㈣之純物質（例如水）液汽平衡之壓力體積圖（P-V diagram）中1 和2 之狀態以及1→2 的過程。（20 分）㈠㈡㈢㈣
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弱點分析
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申論 2汽車之渦輪增壓器係由一壓縮機和一渦輪機構成，主要用途是來壓縮進氣，從而提高引擎的功率和扭矩，其示意圖如下所示。假設渦輪機的等熵效率（isentropicefficiency）為85%，壓縮機的等熵效率為80%，工作流體均可視為空氣且為理想氣體（定壓比熱為C = 1.0035 kJ/kg·K，空氣氣體常數R = 0.287kJ/kg·K），並假p0設實體壓縮機和理想壓縮機有相同的出口壓力。根據圖中所給予的數據求出：㈠渦輪機出口溫度（5 分）和所輸出的功。（5 分）㈡壓縮機出口溫度（5 分）和壓力。（10 分）EnginePoweroutP= 170 kPaT= 650℃P= 100 kPaInletExhaustT= 30℃ airP= 100 kPam = 0.1 kg/s35820 （背面）類科： 農業機械、機械工程科目： 熱力學
申論 3某種煤炭經過元素分析（ultimate analysis of coal）後，其成分分析結果如下表所列，這些數據為質量分率（mass fraction）。假設此煤炭在發電廠鍋爐中和120%理論空氣（theoretical air）進行燃燒，燃燒產物有SO、HO、CO 及N，求其以質量為基底的空燃比（air-fuel ratio on mass basis）。（25 分）成分 HO H C S N O Ash原子量 - 1 12 32 14 16 -質量分率（%） 28.9 3.5 48.6 0.5 0.7 12.0 5.8
申論 4如下圖所示，有一理想再熱循環，高壓渦輪機之蒸汽進口狀態為400°C 及5.0 MPa，工作流體在渦輪機中膨脹至0.8 MPa 後，再將其加熱至400°C，然後在低壓渦輪機中膨脹至10 kPa。求此循環之熱效率（thermal efficiency）（15 分）和低壓渦輪機出口的乾度（飽和液汽混合物中，飽和汽所占的質量百分比）。（15 分）過熱蒸汽 h (kJ/kg)s (kJ/kg·K)T=400°C, P = 5.0 MPa 3195.6 6.6458T=400°C, P = 0.8 MPa 3267.1 7.5715飽和蒸汽 ν(m3/kg) ν(m3/kg)h(kJ/kg) h(kJ/kg) s(kJ/kg·K)s(kJ/kg·K)f g f g f gP = 0.8 MPa 0.001115 0.2404 721.10 2769.1 2.0461 6.6627P = 10 kPa 0.001010 14.674 191.81 2584.6 0.6492 8.1501表中ν 為比體積（specific volume）