林祺洋
環境與生態學院
綠色能源科技學系
這學期的熱力學課程學習生活上常見的循環裝置,如:渦輪機、壓縮機、汽車引擎、發電廠、冷氣機...等設備的工作原理,在認識這些裝置以前,因為已經太習以為常了以至於我完全不會注意到他們在生活中有著如此的重要性,而在了解這些裝置背後的設計以及工作原理時,讓我對於發明和經過無數次改良這些設備的科學家深感敬佩,也使我在學習的過程中抱持著更大的好奇心,想要深刻的了解其發明背後的智慧與原理。
有別與以往所學的物理內容,大多侷限於一個物理原理的廣泛應用與延伸而已,而這次則是初次接觸到有關於循環的物理原理,不同的是當要求出某個循環路徑的變化,所需考慮到的狀態就非常多種,例如:絕熱系統、開放式系統、封閉式系統...,每一種狀態所求出的數值都不盡相同,而在一整個循環過程中,每一個過程所運用到的物理原理也都一樣,有時是等熵,有時是等容,有時是等壓、等溫...等,因此在講述這些循環流程的章節,就必須要先記熟每個裝置的過程,並畫出T-S圖和簡易的裝置流程,才有辦法去解題。
在我最不熟悉的一個裝置為再生循環也是發電廠常用的循環之一,其循環過程總共有六個,每個過程有兩個物理條件,如:等熵壓縮、等壓加熱、等熵膨脹...等,而有些也只差一個條件不同而已,讓我初次學習時需花費比較多的時間來區分各自的差異在哪,也因此利用課輔時間來向助教詢問如何去記這些裝置的流程。
在課輔期間,助教教我們利用T-S圖來記裝置的流程會比直接用背的來得容易許多,由於T-S圖有縱座標和橫坐標,就如同國高中學的V-S圖,透過圖的走向就可瞭解在哪些時段是等速、哪些是加速度,在T-S圖上就可更容易的看出何時是等熵、何時是等溫,來幫助我不用死背流程,圖畫出來後,點標對,用看的就可以得出該裝置的各個流程了,也讓我在準備期中考試時,可以比較輕鬆也不用去擔心背不起來的問題。
第一次期中過後,不久又將有第二次的期中考,在這個階段所學的內容就偏向死記硬背的,因為幾乎是前面幾章節所應用之方程式的推導,像是內能關係式,就必須先推導出馬克斯威方程式後才有辦法代入狀態方程全微分後所得出的式子,而其中又牽扯到工數的正合關係式,所以這個章節真的是需要耗費最多腦力和時間才有辦法建立起來。
雖然必須透過背的方式來記推導流程,但在課輔期間學到先簡化且條列式的背出每個公式的運用先後順序以及假設的條件,有了架構後,再透過手寫的方式來一步步地將流程給慢慢推出來,比起直接背起課本整個篇幅的推導來得更加容易許多,也幫助我在考試期間順利地推導出來。