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114年公務人員特種考試關務人員、身心障礙人員考試及
114年國 軍 上 校 以 上軍 官 轉 任 公 務人 員 考 試 試 題
考 試 別
：
身心障礙人員考試
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
：
31150
頁次
：
3
－
1
一、如圖所示，具阻塊的活塞－汽缸裝置內裝滿 300 kPa、250℃的過熱蒸氣，
將過熱蒸汽在定壓下冷卻至飽和蒸氣且活塞停在阻塊上。之後，水持續冷
卻直到壓力為 100 kPa，試求：
初始狀態的內能（kJ/kg）。（5分）
最後狀態的比容（m3/kg）。（5分）
初始與最後狀態每單位質量的內能變化量（kJ/kg）。（10 分）
表、飽和蒸氣表 表、過熱蒸氣表
水
300 kPa
250
℃
Q
v
f
v
g
u
f
u
fg
u
g
代號：
31150
頁次：
3
－
2
二、如圖所示，質量為 1 kg 的二氧化碳被裝於一彈簧承載的活塞－汽缸裝置
內，若此系統被加熱，其溫度與壓力從25℃、100 kPa變成300℃、1000 kPa。
試求：
加熱結束後的體積（m3）。（5分）
在此過程中所產生的功（kJ）。（5分）
在此過程中所產生的熱傳量（kJ）。（10 分）
註：二氧化碳 R = 0.1889 kJ/kg K, Cv= 0.657 kJ/kg K
三、一個裝有 45 kg、95℃液態水的容器被放置於一個 90 m3、初始溫度 12℃
的房間。一段時間後經由熱傳遞達到熱平衡，假設房間密封良好且絕熱。
試求：（每小題 10 分，共 30 分）
最後的平衡溫度（℃）。
水傳遞給房內空氣的熱傳量（kJ）。
熵產生量（kJ/K）。
註：假設空氣壓力 P = 101.3 kPa，且 R = 0.287 kPa·m3/kg K,
Cp= 1.005 kJ/kg K, Cv= 0.718 kJ/kg K
水比熱 Cw= 4.18 kJ/kg K
房間
90 m3
12℃
水
45 kg
95℃
二氧化碳
彈簧
代號：
31150
頁次：
3
－
3
四、空氣標準之奧圖循環壓縮比為 9.5。在等熵壓縮過程開始前，空氣的狀態是
100 kPa、35℃和600 cm3。在等熵膨脹過程結束後，空氣的溫度是 800 K。
利用室溫的比熱值，試求：（每小題 6分，共 30 分）
循環的最高溫度（℃）。
循環的最高壓力（kPa）。
輸入熱量（kJ）。
熱效率。
平均有效壓力（kPa）。
註：空氣性質 Cp= 1.005 kJ/kg K, Cv= 0.718 kJ/kg K, R = 0.287 kJ/kg K,
k = 1.4