高普考題庫
100 年 100年公務人員高等考試三級考試暨普通考試

工程熱力學

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申論 1一活塞汽缸組合體，其中含25 g 之飽和水蒸氣，其壓力維持於300 kPa。此時於汽缸內之電阻加熱器其電流為0.2 A，電壓為120 V 予以通電，為時5 分鐘。同時此系統之散熱量為3.7 kJ。試計算於此過程中水蒸氣之最終溫度值。（24 分）水蒸氣之性質如下表：蒸氣壓（kPa） 飽和溫度（oC） 焓值（Enthalpy, kJ/kg）飽和液體 飽和氣體以下值係取自過熱區（Superheated Region）：壓力（kPa） 溫度（oC） 焓值（Enthalpy, kJ/kg）
申論 2溫度為127oC、壓力為80 kPa及流率為6000 kg/h之空氣進入一絕熱之擴散器（diffuser），而離開擴散器時之壓力為100 kPa，此空氣氣流流經此擴散器之流速自230 m/s降至30 m/s。試計算：㈠空氣出口之溫度（14 分）㈡擴散器出口之面積（8 分）空氣之氣體常數值為0.287 kPa-m3/kgoC，空氣之性質如下表：溫度（K） 焓值（Enthalpy, kJ/kg）
申論 3一穩流（steady-flow）卡諾（Carnot）循環係以水為工作液體，此循環之最高及最低溫度分別為350oC及60oC，而於熱排放過程之開始及末了，水之乾度（quality）分別為0.891 及0.1。試㈠將此循環過程以圖示於以相對於飽和液體及飽和氣體曲線之T-S圖中（5 分）；計算此過程中之㈡熱效率（5 分）、㈢渦輪機入口之壓力值（8 分）及㈣淨輸出功（5 分）。水蒸氣之性質如下表：溫度（oC） 飽和蒸氣壓（kPa） 熵值（Entropy, kJ/kgK）飽和液體 飽和氣體以下值係取自過熱區（Superheated Region）：壓力（MPa） 溫度（oC） 熵值（Entropy, kJ/kgK）年公務人員高等考試三級考試試題代號：類 科： 核子工程科 目： 工程熱力學
申論 4一內含加熱流體而容量為30 公升之電熱器，置於一體積為50 m3之公寓中，流體及公寓初始之溫度皆為10oC，隨後功率為1.8 kW之電熱器加以通電而將流體加熱。於加熱期間公寓流失至周圍環境之散熱量為0.35 kJ/s，經過一段時間後，公寓內空氣之溫度為20oC而加熱流體之溫度為50oC。假設加熱流體之密度及比熱分別為950kg/m3及2.2 kJ/kgoC，試計算電熱器需通電多久始得達此狀態。（23 分）假設空氣之等容比熱值為0.718 kJ/kgoC，氣體常數值為0.287 kPa-m3/kgoC，壓力為100 kPa。
申論 5名詞解釋：㈠能量守恆定律（4 分）㈡潛熱（Latent Heat）（4 分）