104 年 - 104年高等三級暨普通考高考三級_農業機械#41220　

一、有一絕熱之密閉容器被一鎖住之可導熱活塞分割成 A 及 B 兩部分，每一部分皆裝有 空氣。A 部分之空氣壓力為 200 kPa，溫度為 300 K，體積為 1 m³。B 部分之空氣壓 力為 1 MPa，溫度為 1000 K，體積為 1 m³。當活塞的鎖開啟後，活塞可自由地移動， 且最終空氣達到一均勻溫度 T_A=T_B，請問此狀態下：（每小題 5 分，共 10 分）

二、有一兩級壓縮機（two-stage compressor），將氮氣由 20°C，150 kPa，經第一級壓縮 機壓縮至 600 kPa，450 K。然後氮氣流經一中間冷卻器（Inter-cooler），其溫度降至 320 K 後，進入第二級壓縮機，將其壓力及溫度提升至 3000 kPa 及 530 K。 （每小題 10 分，共 20 分）

三、由玉米發酵生產乙醇過程中，所剩下的固體廢棄物以一連續爐乾燥之。此乾燥過程 產生 15 kg/s 的潮濕空氣，其壓力為 1 atm，溫度為 90°C，相對濕度為 70%。此潮濕 空氣中含有一些揮發性有機化合物和顆粒。為除去這些有機氣體和顆粒，將此潮濕 空氣引入一熱氧化爐（Thermal Oxidizer）以天然氣燃燒加熱，使其溫度提升至 800°C。試求：（每小題 10 分，共 20 分）

四、一汽油引擎在進氣口前具有小型增壓器（boost），因此引擎之進氣狀態為 125 kPa， 300 K。此引擎以米勒循環（Miller cycle）運轉。Miller cycle 為將 Otto cycle 之單一 等容排氣過程更改為一等容及一等壓過程之循環。若循環之壓縮比為 9，膨脹比為 12，最高溫度為 2000 K，試求此循環之：（每小題 5 分，共 15 分）

五、將碳氫燃料（hydrocarbon fuels）經由重組反應（reform reaction）獲得氫氣，為提 供燃料電池所需燃料之一種方式。其中甲烷水蒸汽重組反應：CH₄+H₂O↔3H₂+CO 為常見之重組產氫方式。以 1 kmole CH₄ 及 1 kmole H₂O 進行重組反應，在 800 K 及 100 kPa 進行重組反應時，產物為 CH₄，H₂O，H₂ 及 CO 之混合物。請問： （每小題 5 分，共 15 分）

六、