所屬科目：熱力學與熱傳學
一、0.6 kg的氬（Argon；分子量 39.94 kg/kmol）氣被裝在下圖的氣缸-活塞 中，起先氬氣的溫度為 25℃、壓力為 100 kPa，活塞停在氣缸壁的檔塊 上，大氣壓力和活塞重量形成總共 400 kPa 的壓力。求為使氬氣能頂起 活塞所需熱傳給氬氣的能量。使用理想氣體模式，且假設氣缸壁和活塞 間沒有摩擦力，已知通用氣體常數為= ⋅ 8.314 kJ/( km 。（25 分）
二、想要用泵浦（pump）把水打到比水管入口高 6 m 處的出口，且出口的壓 力為 5 bar，體積流率為每分鐘 0.7 m3 。假設水在水管入口的壓力為 1 bar、 比容為 ，當地的重力加速度為 9.8 2 m/s ，且泵浦穩 定的運轉，請問此泵浦的功率至少要有多少千瓦（kilowatt）？（25 分）
五、平均溫度 80℃的水以平均流速 0.4 m/s流經一鋼管內，鋼管外表面吹過 流速 3 m/s，溫度 20℃的空氣，方向與水的流向垂直。鋼管內直徑為 Di =0.038 m，外直徑為Do =0.048 m，熱導傳率為k = 50W(m⋅ 5 K) ，假 設鋼管內的水流為完全發展流，已知鋼管內的對流熱傳係數為⋅ 。鋼管外表面的紐塞數（Nu）可以用對流熱傳關聯 式表示為 ，其中Re為雷諾數，Pr 為普朗 特數。空氣的運動黏滯率為 ，熱導傳率為 k = 0.0281 W/(m K) ⋅ ，Pr = 0.703。以鋼管外表面為基礎，求此過程的總 包（overall）熱傳係數及單位管長的熱損失（heat loss）。（20 分）
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= ⋅ 8.314 kJ/( km 。（25 分）
，當地的重力加速度為 9.8 2 m/s ，且泵浦穩
定的運轉，請問此泵浦的功率至少要有多少千瓦（kilowatt）？（25 分）
⋅ 。鋼管外表面的紐塞數（Nu）可以用對流熱傳關聯 式表示為 
，其中Re為雷諾數，Pr 為普朗 特數。空氣的運動黏滯率為 
，熱導傳率為 k = 0.0281 W/(m K) ⋅ ，Pr = 0.703。以鋼管外表面為基礎，求此過程的總 包（overall）熱傳係數及單位管長的熱損失（heat loss）。（20 分）