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104年公務人員升官等考試、104年關務人員升官等考試
104
年交通事業公路、港務人員升資考試試題
代號：25860 全一頁
等級： 薦任
類科（別）： 機械工程
科目： 熱工學
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。
一、比較汽油引擎（SI engine）與柴油引擎（CI engine）之差異：
兩種引擎之理想循環各為何？畫出兩者之壓力-比容（P-v）圖，並試述其各程序。
（10 分）
說明兩者的點火方式有何不同？（5分）
其燃料有何不同？為什麼？（5分）
此兩種引擎燃燒過程中，壓力變化範圍有何不同？試說明之。（5分）
二、對於一個以簡單理想郎肯循環（Simple Ideal Rankine cycle）運作的火力發電廠：
請畫出其溫度-熵（T-s）循環曲線圖，並說明各程序。（10 分）
以溫度-熵（T-s）圖說明如何提升其熱效率。（15 分）
三、在一個活塞-汽缸系統內有 kg1 的氦氣，原體積為 3
m6 ，在 kP
a
300 之等壓力下壓縮
為3
m3 。氦氣之理想氣體常數 KkJ/kg2.0769
R
⋅= 。請問：
氦氣原來之溫度及壓縮後之溫度分別為何？（15 分）
此壓縮過程所作之功若干？（10 分）
四、某一冷凍機以 R-134a 為工作流體（參考數據如下表），並以理想蒸汽壓縮循環（ideal
vapor compression cycle）在 MPa0.14 及MPa0.7 的壓力間運作，其冷凍庫的熱移除率
為kW5 。
請將此循環之各程序繪於 T-s 圖上。（10 分）
請算出其膨脹過程後之冷媒乾度（refrigerant quality）。（5分）
此循環之冷媒流量為何？（5分）
此冷凍機之 COP 為何？（5分）
Superheated R-134a, at pressure MP
a
0.7P =
T (℃) v (m3/kg) u (kJ/kg) h (kJ/kg) s (kJ/kg·K)
26.69 (Sat.) 0.029361 244.48 265.03 0.9199
30 0.029966 247.48 268.45 0.9313
40 0.031696 256.39 278.57 0.9641
Saturated Refrigerant 134a
pressure Saturation
temperature Specific volume
(m3/kg) Specific Enthalpy
(kJ/kg) Specific Entropy
(kJ/kg·K)
P (kPa) sat
T(℃) f
v g
v f
h g
h f
s g
s
140 -18.77 0.0007383 0.14014 27.08 239.16 0.11087 0.94456
700 26.69 0.0008331 0.02936 88.82 265.03 0.3323 0.91994