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106年公務人員特種考試警察人員、一般警察
人員考試及106年特種考試交通事業鐵路
人員、退除役軍人轉任公務人員考試試題 代號：70440 全一張
（正面）
考試別： 鐵路人員考試
：
類科別： 機械工程
科目： 熱工學
考試時間 ： 2 小時 座號：
等別高員三級考試
※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。
（請接背面）
3
m3
m
一、請回答下列各小題：（每小題 5分，共 40 分）
某理想氣體之比熱比（specific heat ratio）k=1.40，且其氣體常數 R=0.07 kcal/ kg‧k，
試求此理想氣體之等容比熱 CV與等容比熱 Cp。
在50℃之等溫膨脹過程（isothermal expansion pr ocess ）中，當其體積增加一倍（由
5膨脹到 10 ）過程中，試求此理想氣體之焓（enthalpy）及內能（internal energy）
變化量？
解釋何謂乾球溫度（dry-point temperature）與露點溫度（dew-point temperature），
在何種情況下，乾球溫度與露點溫度會相等？
在相同的壓力極限下，等溫壓縮與絕熱（adiabatic）壓縮那一個壓縮過程所需的輸
入功較大，試說明為什麼？
在相同的溫度極限下，請比較史特靈循環（Stirling cycle）、艾力克森循環（Ericsson
cycle）與卡諾循環（Carnot cycle）三個熱機循環中，以何者的熱效率最高？並說
明為什麼？
何謂燃料的高熱值（higher heating value）和低熱值（lower heating value）？
就回熱（regeneration）這個常用的工程策略，試繪製與説明在布雷登循環（Brayton
cycle）應用之簡圖、溫度-熵（T-s）循環曲線圖與預期影響。
就再熱（reheat）與中冷卻（intercooling）這兩個常用的工程策略，試繪製與説明
在布雷登循環（Brayton cycle）應用之簡圖、溫度-熵（T-s）或壓力-體積（P-v）循
環曲線圖與預期影響。
二、有關理想鄂圖循環（ideal Otto cycle）和迪塞爾循環（Diesel cycle），請回答下列各小
題：（每小題 5分，共 20 分）
寫出鄂圖循環之四個過程的名稱，並説明其特性。
寫出迪塞爾循環之四個過程的名稱，並說明其特性。
請畫出兩循環的溫度-熵（T-s）的循環曲線圖。
何謂壓縮比（compression ratio）？若壓縮比太高時，於實際應用會帶來何種不利
之影響？
三、請回答下列有關冷凍循環（refrigeration cycle）之問題：（每小題 5分，共 20 分）
何謂逆卡諾循環（reversed Carnot cycle）？
何謂理想蒸氣壓縮式冷凍循環（ideal vapor-compression refrigeration cycle）？
請繪製上述二循環的溫度-熵（T-s）循環曲線。
實際應用理想蒸氣壓縮循環時，會有那些困難點？請敘述其對循環之性能係數
（COP）之影響。
106年公務人員特種考試警察人員、一般警察
人員考試及106年特種考試交通事業鐵路
人員、退除役軍人轉任公務人員考試試題 代號：70440 全一張
（背面）
考試別： 鐵路人員考試
等別： 高員三級考試
類科別： 機械工程
科目： 熱工學
四、一以蒸氣為工作流質（working medium）的蒸汽動力循環，於 10 MPa 及20 kPa 之壓
力區間操作，其工質之性質列於下表；若此蒸汽動力循環為理想朗肯循環（ideal
Rankine cycle）時，試求：（每小題 5分，共 20 分）
繪製此循環之溫度-熵（T-s）循環曲線圖
其渦輪機所作之功（kJ/kg）
冷凝器之放熱量（kJ/kg）
此蒸汽動力循環之淨功（kJ/kg）
飽和蒸汽性質表
Press.(MPa) Temp.(℃)v, m3/kg u, kJ/kg h, kJ/kg s, kJ/kg-K
10 Sat. 31 1.00 0.018028 2545.2 2725.5 5.6159
飽和狀態性質表
Press.
(kPa)
Temp.
(℃)
Specific volume,
m3/kg
Internal energy,
kJ/kg
Enthalpy,
kJ/kg
Entropy,
kJ/kg-K
vf v
g u
f u
g h
f h
g s
f s
g
10 45.81 0.001010 14.670 191.79 2437.2 191.81 2583.9 0.6492 8.1488
20 60.06 0.001017 7.6481 251.40 2456.0 251.42 2608.9 0.8320 7.9073