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熱工學
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102年 - 102 關務特種考試_三等_機械工程：熱工學#42044
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三、試考慮一條電線（直徑 3 mm，長度 5 m）外覆一層厚度 2 mm之塑膠皮（熱傳導係 數k = 0.15 W/(m⋅K)）。由量測得知：通過電流為 10 安培時，此電線呈現 8 伏特之 電壓降。若電線之週遭空氣溫度為 30℃，且已知其與電線表面間對流熱傳遞係數 （Heat transfer coefficient）為 12 W/(m
2
⋅K)，試計算電線與塑膠皮之界面溫度。 （20 分）
相關申論題
⑴卡諾熱機之輸出機械功與效率；（15 分）
#131483
⑵卡諾冷凍機之低溫 儲（Low-temperature reservoir）溫度及其性能係數（Coefficient of performance）。 （15 分）
#131484
⑴效率及平均有效壓力值 （Mean effective pressure）；（25 分）
#131485
⑵在相同壓縮比下，顎圖循環（Otto cycle） 之效率。（5 分） ［已知空氣之氣體常數（Specific gas constant, R）及比熱比值（Specific heat ratio）分 別為 0.287 kJ/(kg⋅K)及 1.4；且其在等壓熱輸入過程之比熱值為cp = 1.0 kJ/(kg⋅K)。］
#131486
四、某冷媒以質量流率 0.06 kg/s 進出離心式壓縮機之狀態分別為壓力 0.4 MPa，溫度 0℃及壓力 1 MPa，溫度 90℃。假設冷媒蒸氣可視為理想氣體，其等壓比熱為一定 值（1.1 kJ/(kg⋅K)）及比熱比值（Specific heat ratio）為 1.3。試計算驅動壓縮機所需 之理論輸入功率及壓縮機之等熵效率（Isentropic efficiency）。（20 分）
#131488
四、空氣進入一噴嘴，入口溫度 600 K、壓力 160 kPa、速度 50 m/s，出口壓力為 100 kPa。此噴嘴之等熵效率（isentropic efficiency）為 70%，求1.出口速度，2.出口溫度。（空氣之比熱 cp = 1.051 kJ/kg●K，比熱比 k = 1.376）（25 分）
#555837
三、一空氣標準狄則耳循環（Diesel cycle）之壓縮比為 20，壓縮前壓力 100 kPa、溫度為 300 K，吸熱過程後之溫度為 1800 K。假設比熱固定，cp = 1.005 kJ/kg●K，cv = 0.718 kJ/kg●K，求停氣比（cutoff ratio）、循環熱效率。（25 分）
#555836
二、某氣渦輪機使用二段等熵壓縮機，二段的壓力比相同，空氣為工作流體。空氣進入壓縮機時壓力 100 kPa、溫度 300 K，空氣離開壓縮機時壓力為 700 kPa。為使消耗功降低，在二段中間將空氣冷卻至 300 K，若空氣之流量為 0.1 kg/s，則此壓縮機需消耗多少功？假設比熱固定，cp = 1.005 kJ/kg●K， R = 0.287 kJ/kg●K。（25 分）
#555835
(二)若氣體壓力高，需考慮真實氣體效應。請說明任意兩種獲得真實氣體溫度、壓力、體積的方法。（15 分）
#555834
(一)當壓力很低時，氣體行為趨近理想氣體。如何判斷氣體的壓力夠低，可以使用理想氣體方程式？（10 分）
#555833
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