申論 1考慮一密閉容器體積為5m3，在0.1MPa壓力下容器內含0.05m3飽和液體水和4.95m3飽和水蒸氣。將熱傳入容器內使得容器內充滿飽和水蒸氣，請問容器內最終蒸氣壓力為何？若省略動能和位能變化，請計算此一傳熱過程所需的熱傳量（請利用下表所列水的熱力性質表估算）。（20 分）飽和蒸飽和 比容 (Specific Volume) 內能 (Internal Energy)氣壓力 溫度 飽和液體水飽和水蒸氣飽和液體水 飽和水蒸氣P (MPa) T (℃) v (m3/kg) v (m3/kg) u (kJ/kg) u (kJ/kg)fgfg
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弱點分析
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申論 2針對一化學組成固定的單純可壓縮物質（simple compressible substance），Maxwell關係式將其熱力性質P，v，T 和s 的變化關聯在一起，請推導Maxwell 關係式。利用Maxwell 關係式說明水的熵值變化：0℃時，壓縮液體狀態熵值大於飽和液體狀態熵值，而且隨著壓力增加而變大；反之，其他溫度如20℃時，壓縮液體狀態熵值小於飽和液體狀態熵值，而且隨著壓力增加而變小。（20 分）
申論 3在絕熱系統（與週界沒有傳熱）內，考慮ㄧ538℃高溫蓄熱池（high-temperaturethermal reservoir）將熱量1500kJ 傳給ㄧ260℃低溫蓄熱池（low-temperature thermalreservoir），請計算此一傳熱過程所產生的整體熵值變化（the change in entropy ofthe universe）。針對此一傳熱過程，在固定傳熱量下如何降低整體熵值變化，說明其意義。（15 分）
申論 4請繪圖表示下列循環，標示相關組件，並輔以T-s 圖說明其優越性。㈠Rankine 再熱循環（reheat cycle）（10 分）㈡Rankine 再生循環（regenerative cycle），僅考慮使用開放式給水加熱器型式（openfeedwater heater）（10 分）
申論 5複循環（combined cycle）發電系統係利用一熱交換器結合Brayton 燃氣循環和Rankine 蒸氣循環而得，請繪圖說明並標示相關組件。假設Brayton 燃氣循環的輸入熱量為790.58kJ/kg of gas，淨輸出功為210.63kJ/kg of gas，而Rankine 蒸氣循環的淨輸出功為1331.4kJ/kg of steam。Brayton 燃氣循環的燃氣進入熱交換器前的焓值為880.14kJ/kg of gas，出口端則降為451.80kJ/kg of gas；Rankine 蒸氣循環的水進入熱交換器前的焓值為144.85kJ/kg of steam，出口端則上升到3410.3kJ/kg of steam。請計算此一複循環發電系統的熱效率。（25 分）