一鋼體容器(Rigid Tank)經一絕熱閥門連接至一能持續供應常壓(1.4 MPa)常溫之蒸氣管線。此鋼體容器在起始狀態時,其內具有質量0.5kg、壓力800kPa、溫度的蒸氣,當閥門打開後,管線中之蒸氣會逐漸流入此容器中,直到鋼體容器中的壓力和溫度達到1.2MPa 及為止。根據下表中在各狀態的比體積(specific volume)、內能(internal energy)及焓(enthalpy)求此最後狀態時,鋼體容器中蒸氣的質量以及在此過程中之熱傳量。
在一理想卡諾循環(Carnot Cycle)中,它於熱儲體(Reservoir),獲得150k 的熱(heat),另外它在的熱沉(Heat Sink)處散熱。求:
其在熱沉處之熵(entropy)的變化量。
在一理想卡諾循環(Carnot Cycle)中,它於熱儲體(Reservoir),獲得150k 的熱(heat),另外它在的熱沉(Heat Sink)處散熱。求:
其熱力效率(thermodynamic efficiency)。
一標準空氣之柴油引擎(Diesel Engine)循環,其入口溫度為300K,壓力為95kPa,壓縮比(CompressionRatio)為20:1,燃燒過程中提供了1300kJ/kg 的能量。假設所有過程為可逆,而且所有工作流體均可
視為空氣且為理想氣體(定壓比熱為Cp0=1.0035kJ/kg-K,空氣氣體常數R=0.287kJ/kg-K)。求其燃燒後之溫度,該循環之熱效率及平均有效壓力。
壓力為7MPa 溫度為500℃的蒸氣進入如下圖所示之兩級式絕熱(adiabatic)蒸氣渦輪機(SteamTurbine),其中10%蒸氣在第一級渦輪尾端處被抽出,作為其他用途,該處的壓力為1MPa;其餘蒸氣則在第二級處繼續膨脹作功,而其出口壓力為50kPa。
若此整個過程是可逆(Reversible),求此渦輪所作的功。
壓力為7MPa 溫度為500℃的蒸氣進入如下圖所示之兩級式絕熱(adiabatic)蒸氣渦輪機(SteamTurbine),其中10%蒸氣在第一級渦輪尾端處被抽出,作為其他用途,該處的壓力為1MPa;其餘蒸氣則在第二級處繼續膨脹作功,而其出口壓力為50kPa。
若此整個過程是可逆(Reversible),求此渦輪所作的功。
註:相關節點的性質可參酌下列兩蒸氣-水之性質表。
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