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年公務人員普通考試試題 代號：
類 科： 水利工程、環境工程
科 目： 流體力學概要
考試時間： 1小時 30 分 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。
（請接背面）
全一張
（
正面
）
43120
43220
註：若有題意未盡之處應自行做合理假設，相關參數如無特別說明均取下列數值：
空氣（air）之密度：1.23 kg/m3，空氣 kinematic viscosity（ν=μ/ρ）：1.5×10-5 m2/s
水（water）密度：1000 kg/m3，水 kinematic viscosity（ν=μ/ρ）：1×10-6 m2/s
重力加速度：g=9.8 m/s2，大氣壓力 Patm=101300 Pa
一、如圖一所示，將一根微小且兩端開口之管子插入液體中。相對於管外之液面，管內
的液面會因毛細現象上升或下降 h之距離。請分別求出：
距離 h。（10 分）
管
內液面下的壓力變化 p(y)。（15 分）請以 ρ（密度），g（重力加速度），σ（表面張
力），R（半徑），y（半月型液面下的距離），θ（接觸角）來表示。
θ
y
2R
h
圖一
二、如圖二所示，在裝水錫罐的邊緣刺出些許的小洞。下列那張圖為水噴出小洞時正確
的速度變化？請以公式佐證。（25 分）
(a) (b) (c)
圖二
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年公務人員普通考試試題 代號：
類 科： 水利工程、環境工程
科 目： 流體力學概要
全一張
（
背面
）
43120
43220
三、如圖三所示，一葉片受到過熱蒸汽噴流高速衝擊。請求出在下列條件下作用於葉片
上的力量大小及方向。蒸氣密度、速度如圖三所示。
葉片為靜止。（9分）
葉片向右以 100 m/s 移動。（8分）
葉片向左以 100 m/s 移動。（8分）
60°
4 cm dia. 400 m/s 60°
x
steam
ρ
= 4 kg/m3
圖三
四、如圖四所示，一水槽水經由連接管流出。假設管子（Wrought iron pipe）的摩擦係數
f為0.0205，彎管（Screwed elbows）與入口處的損失係數分別為 1與0.5。
請求出流出水的流率（Flow rate）。（15 分）
並請畫出能量坡度線（Energy grade line）與水力坡度線（Hydraulic grade line）沿
著水平方向的變化。（10 分）
4-cm-dia.
Wrought iron pipe
Screwed
elbows
40 m
20 m
50 m
20 m
Water
20℃
圖四