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年公務人員特種考試關務人員考試、
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年公務人員特種考試稅
務人員考試、
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年公務人員特種考試海岸巡防人員考試、
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年公
務人員特種考試移民行政人員考試、
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年特種考試退除役軍人轉
任公務人員考試及
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年國軍上校以上軍官轉任公務人員考試試題
代號：13640
等 別： 三等關務人員考試
類(科)別： 機械工程
科 目： 熱工學
考試時間： 2小時 座號：
※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、某卡諾（Carnot）熱機，係由 627℃熱儲輸入所需熱量 90 kJ，且排放能量至 27℃之
環境；其所輸出機械功之 1/3 係用於驅動另一卡諾冷凍機，藉以排放 60 kJ 熱量至 27℃
之環境。試計算：
卡諾熱機之輸出機械功與效率；（15 分）
卡諾冷凍機之低溫
儲（Low-temperature reservoir）溫度及其性能係數（Coefficient of performance）。
（15 分）
二、某空氣標準柴油循環（Air-standard diesel cycle）以壓縮比 18 在低壓 200 kPa 與低
溫200℃條件下運轉；若其高溫限定為 2200 K，試計算:
效率及平均有效壓力值
（Mean effective pressure）；（25 分）
在相同壓縮比下，顎圖循環（Otto cycle）
之效率。（5分）
［已知空氣之氣體常數（Specific gas constant, R）及比熱比值（Specific heat ratio）分
別為 0.287 kJ/(kg⋅K)及1.4；且其在等壓熱輸入過程之比熱值為cp = 1.0 kJ/(kg⋅K)。］
三、試考慮一條電線（直徑 3 mm，長度 5 m）外覆一層厚度 2 mm之塑膠皮（熱傳導係
數k = 0.15 W/(m⋅K)）。由量測得知：通過電流為 10 安培時，此電線呈現 8伏特之
電壓降。若電線之週遭空氣溫度為 30℃，且已知其與電線表面間對流熱傳遞係數
（Heat transfer coefficient）為 12 W/(m2⋅K)，試計算電線與塑膠皮之界面溫度。
（20 分）
四、某冷媒以質量流率 0.06 kg/s 進出離心式壓縮機之狀態分別為壓力 0.4 MPa，溫度
0℃及壓力 1 MPa，溫度 90℃。假設冷媒蒸氣可視為理想氣體，其等壓比熱為一定
值（1.1 kJ/(kg⋅K)）及比熱比值（Specific heat ratio）為 1.3。試計算驅動壓縮機所需
之理論輸入功率及壓縮機之等熵效率（Isentropic efficiency）。（20 分）