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103年公務人員特種考試外交領事人員
及外交行政人員、國際經濟商務人員、
民航人員及原住民族考試試題
代號：52060
考 試 別：原住民族特考
等 別：三等考試
類 科 組：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，須詳列解答過程。
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。
請以黑色鋼筆或原子筆在申論試卷上作答。
（請接背面）
全一張
（
正面
）
一、卡諾循環（Carnot cycle）為理想之可逆（reversible）熱力循環，試回答下列問題：
何謂卡諾熱機（Carnot heat engine）？請搭配 T-S 圖說明之。（15 分）
有一卡諾熱機在 1000 K 的高溫熱儲（reservoir）及 300 K 的低溫熱儲間運作。當
提供 800 minkJ 之熱傳功率給此熱機時，則熱效率（%）及輸出功率（kW）分
別為多少？（10 分）
二、蒸汽動力廠應用朗肯循環（Rankine cycle）提供輸出功來進行發電，試回答下列問題：
請繪出朗肯循環之 T-S 圖，並說明循環的所有過程。（10 分）
提高朗肯循環之熱效率可降低燃料的需求。請說明提高朗肯循環效率之三種方式，
並以 T-S 圖解釋效率提高的原因。（15 分）
三、火花點火引擎使用的基本原理稱為鄂圖循環（Otto cycle），其由活塞壓縮、火星塞
點火燃燒、活塞膨脹、廢熱排出等四個過程所組成。某汽車的動力系統是使用一壓
縮比為 8的鄂圖循環汽油引擎，其壓縮過程入口的空氣壓力為 95 kPa，溫度為 300 K，
而在點火燃燒過程中有 750 kgkJ 的熱進入空氣中。考慮比熱為常數，回答下列問題：
何謂空氣標準假設（Air standard assumptions）？（5分）
請繪出鄂圖循環之 P-V 圖，並搭配圖說明循環中各個理想過程。（10 分）
使用空氣標準假設，試求出此汽油引擎在加熱過程結束後的溫度（K）及循環之
熱效率（%）。（10 分）
[空氣性質：氣體常數 R = 0.287 KkgkJ ⋅，等壓比熱 Cp = 1.005 KkgkJ ⋅，等容比
熱Cv = 0.718 KkgkJ ⋅]
103年公務人員特種考試外交領事人員
及外交行政人員、國際經濟商務人員、
民航人員及原住民族考試試題
代號：52060
考 試 別：原住民族特考
等 別：三等考試
類 科 組：機械工程
科 目：熱工學
全一張
（
背面
）
四、卡諾循環（Carnot cycle）為理想之熱力循環，考慮如下 P-V 圖中的 ABCDA 卡諾循
環，假設 12 2TT =，AC 8VV =，採用 1000 mol 的理想氣體作為工作流體，試求循環
的總功 cycle
W及熱效率η。（25 分）
提示： DACDBCABcycle WWWWW +++=
P
V
O
A
B
C
D
T1
T2
VA VD VB VC