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104年公務人員特種考試關務人員考試、
104年公務人員特種考試身心障礙人員考試及
104年國軍上校以上軍官轉任公務人員考試試題 代號：10540 全一頁
考 試 別： 關務人員考試
等 別： 三等考試
類 科： 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、固定體積之容器內充滿 50℃之理想氣體，經由攪拌器以 200 kJ 的功輸入而加以攪拌
氣體。由於此系統與 25℃的外界在攪拌過程中，發生熱傳而致使理想氣體仍維持等
溫。試求：理想氣體的熵（entropy）變化？外界的熵變化？此過程是否滿足熵增加
原理？（20 分）
二、空氣的初始狀態為 140 kPa，17℃，以速度 70 m/s 進入一絕熱壓縮機，經過壓縮
後，以 420 kPa，147℃及速度 110 m/s 流出壓縮機。假設大氣壓力為 100 kPa，溫度
為15℃，試求：不可逆性（irreversibility）？實際所需壓縮功？可逆絕熱功？可逆
功（reversible work）？絕熱效率？第二定律效率？（20 分）
（Given data：空氣等壓比熱=1.004 kJ/kgK，比熱比=1.4）
三、1 kg 之空氣由（壓力，溫度）= (p1，T1) = (100 kPa，25℃)絕熱地壓縮至（壓力，體
積）= (p2，V2)，然後等壓地膨脹至（壓力，體積）= (p3，V3)，最後以 V3等容地降
壓至（壓力，體積）= (p1，V1)。若 V3/V2 = 4，且所有過程皆可假設為準平衡過程
（quasi-equilibrium process），試求此循環之：最高溫度及壓力？淨熱傳量？淨功量？
循環之熱效率？（20 分）
（Given data：空氣等壓比熱=1.004 kJ/kgK，比熱比=1.4）
四、請繪出理想的 Atkinson cycle 及Miller cycle 之p-v 及T-s 圖，並指出其與 Otto cycle
之差異。（20 分）
五、在單級蒸氣壓縮式冷凍循環，如何獲得兩個不同的低溫環境？請繪出其 T-s 及
p-h diagram，並說明吸收式冷凍循環與蒸氣壓縮式冷凍循環之差異。（20 分）