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98年 - 98 原住民族特種考試_三等_機械工程：熱工學#42280

科目：熱工學 | 年份：98年 | 選擇題數：0 | 申論題數：13

試卷資訊

所屬科目：熱工學

選擇題 (0)

申論題 (13)

⑴內涵性質（intensive property）與外延性質（extensive property）。
⑵簡單可壓縮物質（simple compressible substance）與廣義壓縮性圖（generalized compressibility chart）。
⑶熱力學第二定律與克勞修斯不等式（Clausius inequality）。
⑷露點（dew point）溫度、相對濕度與絕對濕度。
⑸比較吸收式冷凍機（absorption refrigerator）與傳統壓縮式冷凍機之優缺點。
二、一太陽能收集器產生的最高溫度為 100℃，而所收集的能量將做為一循環熱機的熱 源。若此熱機在溫度為 10℃的環境操作，則此引擎的最高熱效率為多少？（5 分）
三、現階段國內（自行設計）最大單一風車的額定容量為 2 MW。假設此座風車之額定 風速為 12 m/s，功率係數為 0.4 時，其風車葉片的直徑應為多少m？假設空氣密度 為 1.26 kg/m3。（10 分）
⑴在空氣標準的布萊頓循環（Brayton cycle）中，其最基本組成 4 要件為何？（4 分）
⑵在冷標準空氣的假設下，試推導出熱效率η與壓縮比rp間的關係。（8 分）
⑶在固定最低與最高溫度下，試述改變輸出淨功率和（或）改善效率的各種可能方法。 討論時請說明各方法的工作原理，與其所可能產生的效果。（8 分）（最好是以 T-s 或 P-v 圖來協助解釋，並於圖旁說明其工作的原理，與其所可能產生的效果）
五、一可逆轉的熱泵（heat pump）在夏天充當冷氣機，在冬天則用作暖屋用。屋內經年維持 26℃的恆溫。假定夏天時室外平均溫度為 34℃，冬天的室外平均溫度為 10℃。而每 1℃ 室內、外的溫差會有 2 kW 的熱獲得或熱損失。試問在熱泵（正、逆）效率僅為理想熱 泵效率 85%的操作情形下，夏天冷氣及冬天暖屋時功率的需求分別為多少？（10 分）
六、空氣儲存於 1.0 m3的鋼瓶內，初始溫度為 400 K，壓力為 120 kPa。經由兩種不同方 法：⑴以攪拌器攪拌，⑵由一溫度為 800K的熱源以傳熱方式，將容器內空氣的溫度 升高至 600 K。請分別算出兩方式的不可逆值（irreversibility）。環境溫度為 300 K， 壓力為 100 kPa。（以上均為理想氣體假設，空氣之cp和cv分別為 1.005 和 0.718 kJ/kg．K）（10 分）
七、一 1 m3剛性容器，初始時裝有 120℃的飽和水蒸汽。容器經由閥門連接至一 1 MPa、 300℃的蒸汽輸送線。打開閥門讓蒸汽流入容器中。容器與外界環境間的熱傳使得 容器內一直保持 120℃，由監視窗觀察到容器中一半容積充滿液態水時關閉閥門。 求：⑴此時容器內的壓力（5 分），⑵進入容器的蒸汽量（8 分）及⑶過程期間的 熱傳量（7 分）。 （Ts＝120℃, p＝0.19853k Pa, vf＝0.00105, vg＝0.8919 m3/kg, uf＝503.5, ug＝2529.3, hf＝503.71, hg＝2706.3 kJ/kg; T＝300℃, p＝1M Pa, v＝0.08114, u＝2750.1, h＝2993.5 kJ/kg）