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年公務人員特種考試外交領事人員及外交行政
人員、民航人員、稅務人員及原住民族考試試題
代號：71460 全一頁
考試別： 原住民族特考
等別： 三等考試
類科組： 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。
請以黑色鋼筆或原子筆在申論試卷上作答。
本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
（請接背面）
一、有一剛性容器裝有質量為 2 kg，壓力為 200 kPa，溫度為 20℃之空氣。環境溫度設為
20℃。現以置於容器內之電阻通電，輸入 100 kJ 之電功，空氣溫度上升至 80℃。請
問此過程可能發生嗎？（20 分）
給予數據：空氣之等容比熱 Cv0 = 0.717 kJ/kg K。
二、有一 3300c.c.休旅車引擎以 2000 rpm 運轉。此引擎之壓縮比為 10：1，進氣狀態為
50 kPa，280 K，且在膨脹過程後之溫度為 750 K。試求引擎循環之最高溫度，燃燒過
程之加熱量，以及平均有效壓力（mean effective pressure）。使用冷空氣標準（cold air
standard）進行計算。（20 分）
給予數據：空氣之等容比熱Ｃv0 = 0.717 kJ/kg K。
三、如圖所示為一空氣-標準冷凍循環（air-standard refrigeration cycle）。空氣進入壓縮機
（compressor）之狀態為 0.1 MPa，-20℃，離開時之壓力為 0.5 MPa。空氣進入膨脹器
（expander）之溫度為 15℃。試求此冷凍循環之性能係數（coefficient of performance,
COP）。如果要產生 1 kW 之冷凍量，請問空氣之質量流率須為何？（20 分）
給予數據：空氣之等壓比熱Ｃp0 = 1.005 kJ/kg K。
四、流量為 2 kg/s，溫度為 T1，壓力為 100 kPa 之乾空氣，利用溫度為 10℃之水噴霧進行
冷卻至溫度為 10℃，壓力為 100 kPa 之飽和濕空氣。此冷卻過程為穩態，且沒有功
及熱量加入或排放。求加入之水流量、濕空氣出口之絕對濕度、Ｔ1。（20 分）
給予數據：水 10℃之飽和壓力為 1.2276 kPa，汽化潛熱 hfg = 2447.7 kJ/kg。空氣之等
壓比熱Ｃp0 = 1.005 kJ/kg K。
五、有一混合液態燃料，質量分率中，85%為乙醇（ethanol，C2H5OH），15%為汽油
（gasoline，C8H18）。試求此燃料之理論空氣燃油比（air/fuel ratio）。（20 分）