申論 1一鋼體容器（Rigid Tank）經一絕熱閥門連接至一能持續供應常壓（1.4 MPa）常溫（300°C）之蒸氣管線。此鋼體容器在起始狀態時，其內具有質量0.5 kg、壓力800 kPa、溫度300°C 的蒸氣，當閥門打開後，管線中之蒸氣會逐漸流入此容器中，直到鋼體容器中的壓力和溫度達到1.2 MPa 及300°C 為止。根據下表中在各狀態的比體積（specific volume）、內能（internal energy）及焓（enthalpy）求此最後狀態時，鋼體容器中蒸氣的質量以及在此過程中之熱傳量。（20 分）Superheated vapor,ν (m3/kg)u (kJ/kg) h (kJ/kg)At T.=300°CP = 800 kPa 0.32411 2797.14 3056.43P = 1.2 MPa 0.213822789.22 3045.80P = 1.4 MPa 0.182282785.16 3040.35
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申論 2在一理想卡諾循環（Carnot Cycle）中，它於700°C 熱儲體（Reservoir），獲得150 kJ的熱（heat），另外它在25°C 的熱沉（Heat Sink）處散熱。求：㈠其在熱沉處之熵（entropy）的變化量。（10 分）㈡其熱力效率（thermodynamic efficiency）。（10 分）
申論 3一標準空氣之柴油機引擎（Diesel Engine）循環，其入口溫度為300 K，壓力為95 kPa，壓縮比（Compression Ratio）為20：1，燃燒過程中提供了1300 kJ/kg 的能量。假設所有過程為可逆，而且所有工作流體均可視為空氣且為理想氣體（定壓比熱為C = 1.0035 kJ/kg-K，空氣氣體常數R = 0.287 kJ/kg-K）。求其燃燒後之溫度，該循P0環之熱效率及平均有效壓力。（20 分）103年公務人員高等考試三級考試試題 代號： 26220類 科： 農業機械、機械工程、汽車工程科 目： 熱力學
申論 4壓力為7 MPa 溫度為500°C 的蒸氣進入如下圖所示之兩級式絕熱（adiabatic）蒸氣渦輪機（Steam Turbine），其中10% 蒸氣在第一級渦輪尾端處被抽出，作為其他用途，該處的壓力為1 MPa；其餘蒸氣則在第二級處繼續膨脹作功，而其出口壓力為50 kPa。（每小題20 分，共40 分）㈠若此整個過程是可逆（Reversible），求此渦輪所作的功。㈡若渦輪機之絕熱效率（adiabatic efficiency）為88.1%，求此渦輪所作的功。註：相關節點的性質可參酌下列兩蒸氣-水之性質表。7 MPa500℃STEAMTURBINE (2nd stage)(1st stage)1 MPa90 %50 kPa10 %Superheated vapor h (kJ/kg)s (kJ/kg-K)T.= 500°C, P = 7 MPa 3410.3 6.7974T.= 200°C, P = 1 MPa 2827.9 6.6939T.= 250°C, P = 1 MPa 2942.6 6.9246Saturated ννh h s sf g fgfgSteam (m3/kg) (m3/kg)(kJ/kg) (kJ/kg) (kJ/kg-K)(kJ/kg-K)P=50 kPa 0.001030 3.24034 340.47 2645.87 1.0910 7.5939