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100 年特種考試地方政府公務人員考試試題 代號：
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：
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。
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一、乾球溫度T1且濕度比為ω1的氣流 1中含有空氣質量流率ma1，乾球溫度T2且濕度比為ω2
的氣流 2中含有空氣質量流率ma2，在絕熱狀況下將兩股氣流混合成氣流 3。若不考
慮動能和位能的變化，請推導並說明如何決定氣流 3的乾球溫度T3，繪出濕度線圖
（Psychrometric chart）進一步說明如何利用圖解法求得T3。（25 分）
二、請分別說明汽油引擎的四個實際行程（stroke）和鄂圖（Otto）循環的四個熱力過程
（process），接著說明四個實際行程和四個熱力過程的相關性。（25 分）
三、考慮一燃氣鍋爐（燃燒甲烷氣）供應蒸氣給一蒸汽渦輪機作功發電。燃氣鍋爐在過
剩空氣 10%下操作，鍋爐所需的燃燒空氣和甲烷氣皆維持供應壓力 1 atm和溫度 25℃，
鍋爐排放廢氣則控制在壓力 1 atm和溫度 150℃。如果蒸汽渦輪機的熱效率為 40%
而輸出功率為 1.0×106 kW，請計算燃氣鍋爐的燃氣消耗率。（甲烷形成焓為
-74,920 kJ/kg mol，二氧化碳形成焓為-393,790 kJ/kg mol，氣態水形成焓為
-242,000 kJ/kg mol，同時假設鍋爐排放廢氣的平均cp值為 30.6 kJ/kg mol K）（25 分）
四、考慮一個以理想氣體為工作介質的卡諾（Carnot）循環，說明其熱力過程組成，求
出以等熵膨脹比（isentropic compression ratio, rv）和比熱比（specific heat ratio, k）
為函數的熱效率表示式，以及以壓力比（pressure ratio, rp）和比熱比為函數的熱效
率表示式。（25 分）