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105年特種考試地方政府公務人員考試試題 代號：33870 全一頁
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：
禁止使用電子計算器。
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。
（請接背面）
一、XYZ 公司宣稱他們發明了一能測試未知氣體特性之操作程序：利用一封閉圓柱活塞
裝填已知質量 m之氣體，讓氣體在維持等壓的狀態下散熱降溫，藉由量測此過程中
活塞內的氣體壓力 P、降溫量 )0( <ΔΔ
T
T
與體積變化
)0( <ΔΔ VV
，並假設此氣體為理
想氣體，即可得知其氣體常數 R。試問：（每小題 10 分，共 30 分）
XYZ 公司的宣稱是否合理？請以算式支持你的論點。
請將氣體常數 R以m、P、VΔ、
T
Δ表示之。
若此氣體的比熱比為 k，試將定壓比熱 CP以m、P、VΔ、
T
Δ、k表示之。
二、一剛體容器內裝盛了 1 kg 的R-134a，初始時-10℃的 R-134a 在容器內呈飽和液氣混
合的狀態。將之加熱，直到容器內的 R-134a 變成單一相。試問：
（每小題 10 分，共 20 分）
若容器的體積為 3升，最後 R-134a 呈液相還是氣相？
若容器的體積為 300 升，最後 R-134a 呈液相還是氣相？
（R-134a 在臨界點之溫度為 374.2 K，壓力為 4.059 MPa，比容為 0.1993 m3/kg）
三、一發明家宣稱開發了一台加水即可驅動的車子，其主張之原理為利用引擎帶動發電
機產生電，再利用電解把水分離成氫氣與氧氣，藉由氫氣燃燒即可產生熱，進而推
動引擎，讓車子前進。試問此種說法是否合理？試以熱力學之定律進行說明。（10 分）
四、在一密閉系統裡裝盛水，分別利用二內部可逆的過程讓初態為飽和液態的水變成過
熱蒸氣，且過熱蒸氣的比容皆為 v2，其中過程 A維持等壓，而過程 B則維持等溫。
試問：（每小題 5分，共 20 分）
過程 A與過程 B中系統對外所作的功何者為大？為什麼？
過程 A與過程 B中系統內能的改變何者為大？為什麼？
過程 B中系統是吸熱還是放熱？
過程 B中系統內部熵的變化量是正還是負？
五、對於一朗肯循環而言，若渦輪入口條件固定，則降低冷凝器內的壓力會造成：
（每小題 5分，共 20 分）
渦輪對外作功增加？降低？或維持不變？為什麼？
循環的總吸熱量增加？降低？或維持不變？為什麼？
幫浦運作所需要的功增加？降低？或維持不變？為什麼？
渦輪出口處工作流體的乾度增加？降低？或維持不變？這對渦輪葉片會有什麼影
響？