所屬科目：國營事業◆1.熱力學與熱機學 2.流體力學與流體機械
一、有一個 1 m3裝有氬氣的絕熱鋼桶，溫度 310 K，壓力 600 kPa，以一個閥門連結到另一個 裝著氬氣，體積為 1.5 m3的絕熱鋼桶，溫度 350 K，壓力 200 kPa。在閥門打開，系統達到 熱平衡下，若外部環境溫度為 300 K，請問鋼桶中最後的壓力為何(計算至小數點後第 2 位 ，以下四捨五入)？(10 分)
二、有一流體以 12000 kg/hr的質量流率通過一渦輪機，其進口的速度及焓分別為 V1 = 2200 m/min，h1 = 2820 kJ/kg，其出口的速度及焓分別為 V2 = 9000 m/min，h2 = 2350 kJ/kg，過程中熱損失為 2✖105 kJ/hr，試求渦輪機輸出功率為何(計算至小數點後第 2 位，以下四捨五入)？ (15 分)
(一)請繪製出該循環之壓力-容積圖(P-V)及溫度-熵圖(T-S)。
(二)試求此循環中之最高壓力為何(單位：kPa)？
(三)試求此循環中之最高溫度為何(單位：K)？
(四)試求此循環之熱效率為何？
(五)試求其平均有效壓力(Mean Effective Pressure)為何(單位：kPa)？
(一)試求此風力發電機之發電效率為何？
(二)試求此時風力對風機底座的水平力為何(單位：kN)？
(三)若風速增強為 6 m/s，假設其發電效率不隨風速改變，請問此時發電量及風力對底座之水平力分別為何(單位：kW、kN)？
(一)試求其流量為何(單位：m3 /s)？
(二)試求斷面①之流速為何(單位：m/s)？
(三)試求斷面② 之流速為何(單位：m/s)？
(一)通過此泵後，其水力梯度線的躍升高度為何(單位：m)？(6 分)
(二)若吸水管壓力為 70 kN/m2 ，試求排水端處的壓力為何(單位：kN/m2 )？(14 分)
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