申論 1若有一平滑水平管子其直徑為0.02 ft、長度為300 ft，內有流量為120 ft3/min的水通過，請計算其產生壓力降（pressure drop）為多少psi？（25分）已知在紊流下摩擦係數（fanning friction factor, f）= 0.046Re-0.2；且水動黏度ν = 1.93 × 10ft/s，水密度ρ = 62.4 lb/ftH2OH2O
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弱點分析
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申論 2一般人平時講話、唱歌、咳嗽，甚至呼吸，就會釋放出許多5微米以下的氣膠，當一感染者呼氣時，病毒就可透過呼氣將氣膠釋放到環境中，為了解氣膠的所謂「懸浮」，假設一5微米球型液滴的氣膠在27℃的靜滯空間自由下沉，請利用力平衡與下列資訊算出氣膠的終端速度？以及此時作用於氣膠的拖曳阻力？（25分）氣膠：密度= 1000 kg/m3；空氣：密度= 1.183 kg/m3，黏度= 1.853 kg/m‧s at 27℃Hint：若拖曳係數（C）的範圍可用C = k(Re)-n來估算DDRekn103-2×1050.440
申論 3一直徑為1.5 cm、溫度T = 25℃的A物體置入T = 100℃的恆溫水槽中，A0H物體的密度為1050 kg/m3，熱容量（heat capacity）為2.5 kJ/kg‧K，熱傳導係數（thermal conductivity）為3.5 W/m‧K，A物體與水間的熱傳係數（heat transfer coefficient）為60 W/m2‧K，若A物體內部溫度分布是均ㄧ的，則：㈠請先推導出A物體溫度變化，並表示為(T-T)/(T-T)與時間的關係。（15分）H0H㈡請問3分鐘後A物體的溫度是多少？（5分）㈢並檢驗畢奧數（Biot number）是否合理？（5分）
申論 4有一簡易的矩型蒸鍍機（如下圖），底部放置一矽晶片並加熱進行化學蒸→鍍（chemical vapor deposition, CVD），其反應為：AB + 3E(g)(s)(g)A為前驅物與惰性氣體氦氣（He）一起進入，經過擴散板（diffuser）擴散至晶片表面，藉由下方加熱板升溫將前驅物A熱裂解，B分子則沉積在晶片表面形成薄膜，氣體E與He經由擴散由左側排出。假設⑴在擴散板與晶片之間無流動或擾動之靜止狀態（quiescent），且無任何裂解反應發生，⑵裂解反應只發生在晶片表面且為非常快速反應，⑶薄膜B的厚度遠小於δ。請推導在穩態（steady state）下晶片表面A的質量通量（mass flux，N）AZ為何？（25分）Hint：D為A在E中的擴散係數；莫爾分率y = y at z = 0；氣相中的總濃AEAAo度為C。進料A(g)+He擴散板z = 0AE(g)(g)薄膜B(s)晶片靜止狀態z = δ加熱板