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112 年特種考試地方政府公務人員考試試題
等 別
：
三等考試
類 科
：
機械工程
科 目
：
熱力學
考試時間
：
2
小時
座號
：
※注意：可以使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
代號：
34770
頁次：
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1
一、將溫度為 500 K，質量為 50 kg 之鐵塊，丟入水溫維持在 285 K 之大水
槽中進行冷卻。由於鐵塊質量遠小於大水槽內水之質量，故鐵塊最後被
冷卻至大水槽水溫度。假設此冷卻過程鐵塊之平均比熱為 0.45 kJ/kg K，
試求：（每小題 5分，共 20 分）
鐵塊熵值變化。
水槽中水之熵值變化。
此冷卻過程總熵值變化。
此過程是否可發生？
二、有一房間在冬天時需維持室內為 20℃，但有 12 kW 之熱量傳至溫度為
0℃之環境。使用熱汞（heat pump）及電熱器作為暖氣。熱汞所需之功率
為2.5 kW，性能係數（coefficient of performance, COP）為卡諾循環（Carnot
cycle）之四分之一。試求熱汞之實際 COP、電熱器之功率以及整個過程
之可用能破壞率（rate of exergy destruction）。（20 分）
三、一般燃煤電廠最高操作溫度約為 600℃，而燃氣電廠氣渦輪機最高溫
度為 1400 K，以熱機效率而言，是否需以燃氣電廠氣取代燃煤電廠？
說明你的看法。（5分）
燃氣輪機回收廢熱有何限制？試以 T-S 圖解釋之。（5分）
說明如何由布雷登循環（Brayton cycle）逼近愛立信循環（Ericsson
cycle），並證明 Ericsson cycle 之熱效率與卡諾循環（Carnot cycle）相
同。（10 分）
四、把狀態為溫度 35°C，濕度 40%之大氣經歷一過程使其溫度降為 25°C，
絕對濕度為 0.015。試問此過程需加濕或除濕？（10 分）
第二狀態之相對濕度為何？（5分）
將此過程表示於水蒸汽之T-s 圖及濕度圖（psychrometricchart）上。（5分）
給予數據：大氣壓力為 101.325 kPa。25°C 水之飽和壓力為 3.169 kPa。
35°C 水之飽和壓力為 5.628 kPa。
代號：
34770
頁次：
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五、請求出乙醇（C2H5OH）之理論莫耳及質量空氣燃油比。（10 分）
請求出質量比為 85%乙醇（C2H5OH）及 15%汽油（C8H18）之理論莫
耳及質量空氣燃油比。（10 分）