申論 1㈠有一400 m3之儲存槽儲存液態天然氣。天然氣之主要成分為甲烷。儲存槽內之甲烷壓力為100 kPa,液態及氣態之體積占比分別為98%及2%。請問儲存槽內甲烷之質量為何?甲烷之乾度為何?(10分)㈡在燃氣發電中,需先將液態天然氣汽化,釋放之能量稱為冷能。請問㈠之天然氣汽化至100 kPa之飽和蒸汽釋放之冷能。(10分)給予數據:甲烷100 kPa,v = 0.002366 m3/kg,v = 0.55665 m3/kg,fgh = -286.5 kJ/kg,h=223.83 kJ/kg。fg
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申論 2㈠100 kPa,150℃的水在可逆過程下被加入熱量75 kJ/kg,加熱過程可為等溫、等容或等壓。請問在何種過程熵改變量最大?試以T-S圖解釋之。(10分)㈡液態物質在可逆絕熱過程時,溫度之改變為何?(5分)㈢理想氣體在可逆絕熱過程時,溫度與壓力關係為何?(5分)
申論 3空氣進入一絕熱穩流渦輪機之壓力為1200 kPa,溫度為1500 K,出口壓力為200 kPa。渦輪機之等熵效率為78%。在等壓比熱為常數且值為1.004 kJ/kg∙K之假設下,求出渦輪機出口溫度及熱力學第二效率。(20分)
申論 4㈠將大氣等壓或等容冷卻,何者之露點溫度(dew point temperature)較低?請以T-S圖解釋。(5分)㈡將大氣溫度由35℃降至20℃,絕對濕度由0.0175降至0.01,相對濕度由50%提高至70%,請問需加濕或除濕?請將此過程顯示於濕氣圖上。(5分)㈢大氣自20℃,100 kPa,相對濕度60%壓縮至600 kPa,並冷卻至20℃,將水分移除。若乾空氣流量為0.5 kg/s,請問水移除流量及冷卻後之相對濕度。(10分)
申論 5一鋼瓶內有2 kmol的碳(carbon, C)及2 kmol的氧(oxygen, O),溫度為25℃,壓力為200 kPa。在燃燒後產生1 kmol二氧化碳(carbon dioxide,CO),1 kmol一氧化碳(carbon monoxide, CO)以及過剩的氧。燃燒後溫度為1000 K。請問鋼瓶最後壓力以及此燃燒過程之熱傳量為何?(20分)給予數據:COCOOC形成焓(enthalpy offormation)(kJ/kmol)等壓比熱(kJ/kg/K)分子量(kg/kmol)