申論 1㈠請列舉四種以不同的物質對熱敏感性質（thermometric property）來量測溫度的方法，並說明其相關之熱敏感性質。（6 分）㈡請針對封閉系統與控制容積各寫出二種不同表示方式的熱力學第一定律以及各二種不同表示方式的熱力學第二定律。請完整說明每一式子對應的各種假設條件。（12 分）
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申論 2㈠4 公斤的氧氣（O）在定溫下從27°C，1.0 bar 被壓縮至壓力6.0 bars，氣體常數R＝8.314 kJ/kg-mole °K。試求此過程中對氣體壓縮的最小功。（6 分）㈡一固定容積的容器被一隔板隔離成二個空間，一個空間填裝0.02 千莫耳（kg-mole）、壓力2 bars、溫度380°K 的氮氣，另一個空間填裝0.03 千莫耳、壓力1 bar、溫度300°K 的二氧化碳（CO）氣體。拿去隔板後，二種氣體於絕熱下在容器內混合，試求混合後的氣體溫度與壓力以及混合前後的熵改變量。氮氣的比熱C＝29.178 kJ/kg-mole °K，二氧化碳的比熱C＝37.048 kJ/kg-mole °K。pp（16 分）
申論 3一流體從切線角度流入一圓筒容器，藉由渦流以及流體內之剪力效應，可讓此流體分離成相對低壓之冷、熱二道流體，假設流體為空氣（氣體常數R＝0.287 kJ/kg°K），比熱C＝1.004 kJ/kg°K，入口空氣壓力P＝1 MPa，溫度T＝300°K，流量p11m＝0.2 kg/s。出口流體壓力P＝P＝105 Pa，冷流空氣溫度T＝230°K，流量m＝0.02 kg/s。假設容器壁面為絕熱、流體之動能和位能之改變量可被忽略，請估算較熱出口流體的溫度T，並計算此一過程的熵改變量。（20 分）
申論 4考慮一空氣標準動力循環---燃氣渦輪機循環，壓力100kPa、溫度300°K 之空氣進入壓縮機（compressor），流量為5 m3/s，壓縮機二端的壓力比是10 比1，等熵效率為85%。在渦輪機（turbine）入口處之空氣壓力是950 kPa、溫度1400°K，等熵效率為88%，出口處壓力100kPa。假設壓縮機和渦輪機的熱傳能量損耗可忽略，試求此循環系統的熱效率，並針對壓縮機、渦輪機和加熱器（燃燒器），計算空氣流入時的可用性（availability）以及各過程的不可逆性（irreversibility）。假設周遭環境溫度T＝300°K、壓力P＝100 kPa；空氣在前述壓力和溫度範圍內視同理想氣體，C＝1.004 kJ/kg°K。（20 分）p年公務人員高等考試三級考試試題 代號：35020類 科： 機械工程科 目： 熱工學
申論 5一千莫耳（kg-mole）的一氧化碳（CO）和一千莫耳氧氣（O）被供應到一個固定容積的燃燒室中，於一個大氣壓、溫度298°K 之狀態下進行反應，形成CO、CO和O 的平衡混合物。應用附表之表一和表二資料，試求㈠平衡組成㈡此過程的熱傳遞量，並與完全燃燒之結果比較。（20 分）表一、溫度25°C、一個大氣壓（atm）下物質之形成焓資料物質（Substance）化學式（Formula）形成焓,Δh 0（Enthalpy of Formation, kJ/kg-mole °K）f氧氣 O 02(g)一氧化碳 CO - 110,530(g)二氧化碳 CO - 393,5202(g)氧 O 249,170(g)表二、平衡常數K 的對數值（基數10, Logarithms to the base 10 of K）；pp對反應 ν A + ν B ↔ ν E + ν F，K= (P)ν (P)ν / [(P)ν (P)ν ]，P 表壓力ABEFpEEFFAABB溫度, °K O ↔ 2 O CO ↔ CO + 1/ O