103年 - 103 專技高考_機械工程技師：熱力學與熱傳學（包括熱機）#43184

科目：熱力學與熱傳學 | 年份：103年 | 選擇題數：0 | 申論題數：7

試卷資訊

所屬科目：熱力學與熱傳學

選擇題 (0)

申論題 (7)

(一)該氣體的等容比熱為何？（10 分）

(二)該氣體的氣體常數為何？（5 分）

(三)該絕熱容器的最終壓力為何？（5 分）

二、TPR 工業中心為開發 SDS 新材料之用途，特以該材料製作一個球形容器，其內、外直徑分別為 6.0、6.3 公尺，內裝液態氧，且容器內之溫度為零下 200℃；該容器則被置於 15℃、熱對流係數為 60 W/m²． ℃的溶液中。已知，液態氧的 k 值與 h_fg 值分別為 12 W/m．℃與 213 kJ/kg，請問，在此環境下，液態氧之氣化速率為何？（20 分）

三、XMD 公司自馬里亞納海溝採集到代號為甲、乙的兩種特殊氣體，決定要進行實驗以測試這兩種氣體的特性。實驗之初，這兩種氣體被分別置於一個絕熱剛性容器內的兩個相鄰獨立室中，氣體間以隔板完全隔絕。已知，甲氣體量有 4 kmol 而乙氣體量則有 6 kmol，兩種氣體的溫度與壓力值均為 30℃與 300 kPa。實驗一開始，便將中間隔板移除，讓該兩種氣體任意混和。設甲、乙兩種氣體均可被視為理想氣體，請問，因為混和的這個程序而造成的總熵值變化為何？（20 分）

四、TSD 公司嘗試以新材料設計熱電偶（Thermocouples），而其熱電偶之前端是設計用以測量溫度的裝置，為一直徑為 1 mm、熱傳導係數為 45 W/m． ℃的特殊材料球形體；且該特殊材料之 SG 值為 8、等壓比熱為 300 J/kg．K。為檢測設計成果，特進行以下實驗：將原置於 20℃室溫的熱電偶放入溫度為 200℃的高壓蒸汽室中，經過 20 秒，如若所測得溫度與實際溫度差異在 1.5℃之內，即為有效之設計。已知蒸氣的熱對流係數為 110 W/m2．℃，請計算並評估此熱電偶可否通過檢測。（20 分）

五、LXJ-300D 型渦輪噴射機以每小時 1008 公里的速度，在溫度為零下 50℃、壓力值為 30 的高空飛行。已知，空氣以每秒 60 公斤的流量進入壓縮機，且壓縮機的壓力比為 15，而渦輪機入口之氣體溫度為 1200℃。已知，室溫時空氣的等壓比熱值為 1.005，則採用冷空氣標準假設（cold-air-standard assumption）時，噴嘴出口氣體的速度為何？（20 分）