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100年 - 100年地方考三等_機械工程#41463

科目：熱力學 | 年份：100年 | 選擇題數：0 | 申論題數：4

試卷資訊

所屬科目：熱力學

選擇題 (0)

申論題 (4)

一、乾球溫度T1且濕度比為ω1的氣流 1 中含有空氣質量流率ma1，乾球溫度T2且濕度比為ω2 的氣流 2 中含有空氣質量流率ma2，在絕熱狀況下將兩股氣流混合成氣流 3。若不考 慮動能和位能的變化，請推導並說明如何決定氣流 3 的乾球溫度T3，繪出濕度線圖 （Psychrometric chart）進一步說明如何利用圖解法求得T3。（25 分）
二、請分別說明汽油引擎的四個實際行程（stroke）和鄂圖（Otto）循環的四個熱力過程 （process），接著說明四個實際行程和四個熱力過程的相關性。（25 分）
三、考慮一燃氣鍋爐（燃燒甲烷氣）供應蒸氣給一蒸汽渦輪機作功發電。燃氣鍋爐在過 剩空氣 10%下操作，鍋爐所需的燃燒空氣和甲烷氣皆維持供應壓力 1 atm和溫度 25℃， 鍋爐排放廢氣則控制在壓力 1 atm和溫度 150℃。如果蒸汽渦輪機的熱效率為 40% 而輸出功率為 1.0×10 6 kW，請計算燃氣鍋爐的燃氣消耗率。（甲烷形成焓為 -74,920 kJ/kg mol， 二 氧 化 碳 形 成 焓 為 -393,790 kJ/kg mol， 氣 態 水 形 成 焓 為 -242,000 kJ/kg mol，同時假設鍋爐排放廢氣的平均cp值為 30.6 kJ/kg mol K）（25 分）
四、考慮一個以理想氣體為工作介質的卡諾（Carnot）循環，說明其熱力過程組成，求 出以等熵膨脹比（isentropic compression ratio, rv）和比熱比（specific heat ratio, k） 為函數的熱效率表示式，以及以壓力比（pressure ratio, rp）和比熱比為函數的熱效 率表示式。（25 分）