申論 1回答下列問題：（每小題6 分，共18 分）㈠熵增原理之表述為何？㈡何謂卡諾循環？㈢渦輪機之等熵效率之定義為何？
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弱點分析
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申論 2試說明凱爾文－普朗克敘述及其意義。（12 分）
申論 310 kg、500 K、300 kPa（狀態1）的氧氣進行由下面三個過程所建構的循環：1→2 等溫（isothermal）過程膨脹至100 kPa；2→3：等壓過程；3→1：可逆且絕熱的壓縮過程。試求狀態3 之容積和溫度以及循環之淨功與淨熱傳量。（20 分）（氧氣的R=0.2589 kJ/kg K、Cp=0.922 kJ/kg K、Cv=0.662 kJ/kg K、k=1.393）
申論 4氬氣在1600 kPa 與450℃以55 m/s 的速度穩定地進入一絕熱的渦輪機，並在150 kPa 以150 m/s 的速度離開。渦輪機的入口面積為60 cm2。若渦輪機的輸出功率為190 kW，試求氬氣的出口溫度。（20 分）（氬氣的R=0.2081 kJ/kg K、Cp=0.52 kJ/kg K、Cv=0.312 kJ/kg K）
申論 5燃氣輪機所排出之氣體可用來作為蒸汽鍋爐的熱源，燃氣輪機之工作流體為空氣，而蒸汽循環則為基本朗肯循環（Rankine cycle）。燃氣輪機依照布瑞登循環（Brayton cycle）運轉，空氣進入壓縮機之溫度為15℃、壓力為100 kPa。壓縮機是由燃氣輪機帶動，其壓力比為6，且空氣進入燃氣輪機內之溫度為800℃。再將燃氣輪機所排出之氣體進入熱朗肯循環（reheating Rankine cycle）動力廠，蒸汽質量流率為2 kg/s，蒸汽進入蒸汽渦輪機之情況為3 MPa、300℃，蒸汽離開蒸汽渦輪機之壓力為10 kPa。試求若氣體離開鍋爐之溫度為200℃，假設液態水的比容為0.001 m3/kg，試依空氣標準分析求：（已知空氣的Cp=1.005 kJ/kg K，Cv=0.718 kJ/kg K）（每小題10 分，共30 分）㈠空氣之流量。㈡總功率輸出。㈢理論循環熱效率。已知：P(kPa) T(℃) h(kJ/kg) s(kJ/kg K)參數名稱 P(kPa) h(kJ/kg) h(kJ/kg) s(kJ/kg K) s(kJ/kg K)fgfg數值 10 41.99 2519.74 0.1510 8.9007