專技普考-二等管輪柴油機104 年第 19 題單選題
工作流體於飽和區吸收蒸發潛熱自液態進行相變化,當其壓力顯著降低時,下列敘述何者錯誤?
A正確答案
飽和區內壓力與溫度相依,壓力降低則飽和溫度必降,故「溫度不變」為錯誤敘述,為本題正解。
為什麼答案是 A
此敘述錯誤,故為本題正解。飽和區內壓力與溫度具一對一對應關係(相依性),壓力顯著降低時,飽和溫度必然隨之下降,因此溫度會改變,不可能維持不變。
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完整詳解
Pro · 無限重點 飽和區內壓力與溫度相依,壓力降低則飽和溫度必降,故「溫度不變」為錯誤敘述,為本題正解。
飽和區(兩相區)壓力降則溫度必降,吸收潛熱則熵、乾度、比容皆增。題目問何者錯誤,(A)敘述錯誤,秒選(A)。
逐選項分析
A✓ 正確
此敘述錯誤,故為本題正解。飽和區內壓力與溫度具一對一對應關係(相依性),壓力顯著降低時,飽和溫度必然隨之下降,因此溫度會改變,不可能維持不變。
B✕
此敘述正確,故不選。工作流體吸收蒸發潛熱(系統加入熱量),根據熱力學第二定律,其熵值必然增加。
C✕
此敘述正確,故不選。吸收潛熱使液態逐漸汽化為氣態,氣態質量分率(即乾度)必然增加。
D✕
此敘述正確,故不選。液態相變為氣態時,氣體的比容遠大於液體,故兩相混合物的整體比容會隨著汽化而增加。
飽和區(兩相區)吸收潛熱之狀態變化
| 狀態性質 | 變化趨勢 | 原因說明 |
|---|
| 壓力 (P) | 降低 | 題目給定條件 |
| 溫度 (T) | 降低 | 飽和區內 P 與 T 相依,P 降則 T 必降 |
| 熵 (S) | 增加 | 系統吸收蒸發潛熱(加入熱量) |
| 乾度 (x) | 增加 | 液態吸熱汽化,氣態質量比例上升 |
| 比容 (v) | 增加 | 氣相比容遠大於液相,汽化使整體比容增大 |
考生易將單相區的P-T獨立關係與兩相區的P-T相依關係混淆。在飽和區內,壓力一旦改變,溫度必定跟隨改變,絕無溫度不變的可能,此為熱力學基本常識。