高普考題庫
94 年 094年公務人員高等考試三級考試暨普通考試第二試

熱工學

本卷皆為申論題,點「看答案與解析」查看擬答。

申論 1選擇題:(每小題2 分,共20 分)1 沖澡時欲調整水溫,今將流量為5 kg/min、溫度為10 oC的冷水混合流量為2 kg/min、溫度為60 oC的熱水,則此時的水溫應為多少?24.3℃ 35.0℃ 40.0℃ 43.3℃2 有一封閉系統經過一個等壓過程後,其之熵變:大於0 小於0 等於0 無法判斷3 一絕熱的空氣壓縮機的排氣溫度比吸氣溫度:低 高 一樣 無法判斷4 有一空調系統利用可逆的卡諾循環操作運轉,以25kJ/s 的除熱量來維持室內空間20℃的室溫。如果室外溫度為35℃,則操作此空調系統所需的功率為:0.64kW 5.21kW 1.28kW 1.56kW5 將一蘋果(平均的質量為0.15kg,比熱為3.65 kJ/(kg‧K))從20℃冷卻至5℃冷藏,則此蘋果的熵變化量為:-0.0288 kJ/K -0.192 kJ/K 0.192 kJ/K 0 kJ/K6 有一封閉系統經過一個可逆過程後,其熵之變化為:增加 不變減少 可增可減,也可能不變7 熱量直接由高溫熱庫傳至低溫熱庫。此過程為:可逆 不可逆 兩者均可 無法判斷8 一台熱機從1000℃的高溫熱庫中吸取熱量做功,然後排放廢熱至50℃的低溫熱庫。如果供給這台熱機的熱量為100kW,則這台熱機能產生的最大功率為:25.4kW 55.4kW 74.6kW 95.0kW9 質量1.2kg 的水,溫度為15℃,想利用1200W 的電茶壺加熱至95℃。水的比熱為4.18 kJ/(kg‧K),可視為定值。在不考慮熱損情形下,需要多久時間可達到所需溫度?4.6min 5.6min 6.1min 9.0min10 理想氣體在一絕熱汽缸中被壓縮後,氣體溫度:增加 不變 減少 無法判斷科 別: 機械工程科 目: 熱工學下列題中所提之工作流體如為空氣時,可視其為理想氣體。假設kJ ; kJR=.0287C=.1005(分析時視為定值)kg⋅KPkg⋅K
申論 2有一個活塞─汽缸機構裝置,利用空氣膨脹推動活塞做功。空氣在汽缸內的初始體積為0.01m3、初始壓力為3 MPa、初始溫度為600oC。空氣膨脹推動活塞做功直到空氣壓力降低至150 kPa 為止。在空氣膨脹推動活塞做功過程中,維持空氣的溫度不變。請計算空氣推動活塞過程的熱傳量以及熵的變化。(20 分)
申論 3在一體積為10m3的絕熱剛性容器中存放有壓力為1 MPa、溫度為50oC的空氣。容器裝設有一個自動閥允許空氣以0.02 kg/s 的定量排放。請問30 分鐘後,容器內空氣的溫度及壓力是多少?(20 分)
申論 4有位工程師宣稱設計出一台往復式引擎,其壓縮比為10,在25oC、1 atm 的大氣狀態下,吸入空氣的流量為1.2 kg/s,燃燒後的溫度為400oC,可輸出的功率為36kW。請評估這台引擎的可行性。(20 分)
申論 5有一理想氣體循環由下列過程所組成:1 – 2 可逆等溫壓縮,溫度為T。2 – 3 可逆等壓加熱,溫度由T升高至T。3 – 1 可逆絕熱膨脹,溫度降回到T。㈠請在P – v 圖及T – s 圖上描繪出這個循環。(6 分)㈡請証明此循環的熱效率為⎛T⎞Tln⎜3⎟⎜⎟1T⎝⎠η=1−1 (14 分)thT−T