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102年公務人員升官等考試、102年關務人員升官等考試
102年交通事業郵政、港務、公路人員升資考試試題
代號：
25860
等別(級)： 薦任
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、某個空氣標準鄂圖循環（Air-standard Otto cycle）的壓縮比為 8，循環輸出功為
600 kJ/kg，在其壓縮過程剛開始時，內部空氣的壓力與溫度分別為 120 kPa 與27 oC。
假設內部空氣為理想氣體，且其等壓比熱與等容比熱皆為定值 [等壓比熱
Cp=1.005 kJ/(kg·K)，等容比熱 Cv=0.718 kJ/(kg·K)，氣體常數 R=0.287 kJ/(kg·K)]。
試求：
在等容加熱過程中內部空氣吸收的熱量。（單位取 kJ/kg）（15 分）
平均有效壓力。（單位取 kPa）（15 分）
二、200 kPa、300 K 的空氣被壓縮至 600 kPa、420 K。空氣的質量流率是 0.04 kg/s，且
在此壓縮過程中每單位質量空氣的熱損失量為 20 kJ/kg。若不計動能與位能的變化，
試求壓縮機需要耗用之功率。（單位取 kW）（25 分）
註：假設空氣為理想氣體，在 300 K 之下，空氣的焓（Enthalpy）為 300.19 kJ/kg；
在420 K 之下，空氣的焓為 421.26 kJ/kg。
三、將 1 kg 的水從 100℃、1 atm 的飽和液等壓蒸發至乾度（Quality）為 0.7，或將其從
飽和液等溫蒸發至乾度同為 0.7，系統內剩下的飽和液質量何者較多？或相等？請
說明原因。（15 分）
四、
一部熱效率為50%的引擎自1000℃的熱源以500 kW 的熱傳率吸收熱量。若此
熱機的輸出功率全部用於驅動一部冰箱，該冰箱的性能係數（COP）為 4.0。試
求從冰箱冷藏室帶走的熱傳率為何？（單位取 kW）（15 分）
有甲與乙兩部引擎，此兩部引擎的熱效率皆為 35%。甲引擎自 800 K 的熱源吸熱，
而排熱至 300 K 的外界；乙引擎自 500 K 的熱源吸熱，而排熱至 300 K 的外界。
試求出兩部引擎的第二定律效率（Second-law ef ficiency），並比較其高低。（15 分）