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年公務人員高等考試三級考試試題 代號：36420
類 科：
核子工程
科 目： 工程熱力學
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。
（請接背面）
全一張
（
正面
）
註：下列參數提供以下問題作答。
⑴蒸汽飽和性質：
參數
名稱 Ps (kPa) Ts (℃) hf (kJ/kg) hg (kJ/kg) sf (kJ/kgK) sg (kJ/kgK)
10 41.85 191.83 2584.7 0.6493 8.1502
20 60.06 251.40 2609.7 0.8320 7.9085
數值 1000 179.91 762.81 2778.1 2.1387 6.5865
⑵ 350℃下蒸汽過熱表：
一、解釋名詞：
比熱（3分）
熱力學第零定律（4分）
二、氣體之等壓比熱與等容比熱的關係為何？（5分）
三、試寫出理想氣體在絕熱過程中，溫度、壓力與比容之間的關係式。（5分）
四、壓水式核能發電廠如下圖所示，採用基本的朗肯循環（Rankine cycle），進入反應
爐冷卻水流量為 17500 kg/s。圖示各點工作流體之性質如下表所列。
若反應爐泵浦效率為 0.8，二次管路泵浦之效率為 0.75，蒸汽渦輪機之效率為 0.85，試求：
輸入之總熱量。（8分）
二次管路中之工作流體質量流率。（8分）
循環之熱效率。（12 分）
參數名稱 P (MPa) h (kJ/kg) s (kJ/kgK)
4 3092.5 6.5821
數值 1 3157.7 7.3011
T (℃) P (MPa) h (kJ/kg)
1 290 15 1284.7 v=0.0014 m3/kg
2 320 14.3 1466 v=0.0014 m3/kg
3 13.6
4 6.3
5 300 6 2884.2 s=6.0674 kJ/kgK
6 0.01
7 40 0.01 167.5 v=0.001 m3/kg
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年公務人員高等考試三級考試試題 代號：36420
類 科： 核子工程
科 目： 工程熱力學
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（
背面
）
五、已知氣輪機動力廠依照布瑞登循環（Brayton cycle）運轉，空氣進入壓縮機之溫度為
15℃、壓力為 100 kPa。壓縮機是由氣輪機帶動，其壓力比為 6，且氣輪機內空氣之溫度
為800℃，試依空氣標準分析求：（已知空氣的 Cp=1.005 kJ/kgK，Cv=0.718 kJ/kgK）
理論循環熱效率。（7分）
循環輸出之功率。（8分）
若氣輪機與壓縮機之效率皆為 0.9，燃燒效率為 1，機械效率為 0.95，則實際之循
環熱效率為若干？（10 分）
六、某個再熱朗肯循環（reheating Rankine cycle）動力廠，如下圖所示。質量流率為 2 kg/s
的蒸汽進入蒸汽渦輪機之情況為 4 MPa、350℃，當蒸汽膨脹恰為飽和蒸汽時（以已知
條件近似計算），將蒸汽引出再加熱至 350℃。當蒸汽離開蒸汽渦輪機之壓力為 20 kPa。
假設液態水的比容為 0.001 m3/kg：
試繪出此過程之 Pv 圖與 Ts 圖。（7分）
蒸汽渦輪機的輸出功率為若干?（8分）
試求冷凝器的散熱率。（6分）
試求循環的淨效率。（9分）