106年 - 106 專技高考_機械工程技師：熱力學與熱傳學（包括熱機）#66444

科目：熱力學與熱傳學 | 年份：106年 | 選擇題數：0 | 申論題數：8

試卷資訊

所屬科目：熱力學與熱傳學

選擇題 (0)

申論題 (8)

【已刪除】一、空氣流進入一個穩態運轉的壓縮機時的溫度為 300 K、壓力為 1 bar，離開時的壓力為 6 bar、質量流率為 3 kg/s。單位質量空氣從壓縮機的入口到出口的過程可描述為： pv^1.27= constant 。空氣經壓縮機傳到環境的熱傳量為 46.95 kJ/kg。假設空氣適用理想氣體模式，動能和位能的效應可以不考慮，空氣的分子量等於 28.97 kg/kmol，空氣的等壓比熱為絕對溫度（T）之數值的函數：

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= 8.314 kJ/(kmol⋅K)。此壓縮機的功率為多少 kW？（15 分）

二、一個剛性絕熱容器被一個閥分成相等容積的兩部分，起先閥的一邊是真空，另一邊裝有 0.25 kmol 的氦氣（helium），其溫度為 38℃、壓力為 0.35 MPa，接著閥被打開，氦氣膨脹至整個容器，最終達到平衡狀態。已知通用氣體常數為 R = 8.314 kJ/(kmol⋅K)。請使用理想氣體模式求此過程的熵產生，並說明產生熵的原因為何？（20 分）

三、⑴請畫 Stirling 循環的 T-s 圖和 p-V 圖。（10 分）

⑵卡諾（Carnot）循環的熱效率大於 Stirling 循環的熱效率嗎？請說明原因。（10 分）

四、請寫出 Clapeyron 方程式，並說明它的用途。（10 分）

⑴冰箱門外表面上的對流熱傳可假設為自然對流熱傳，其平均 Nusselt 數是那些無因次參數的函數？請寫出這些無因次參數的定義，並分別說明其物理意義。（15 分）

⑵冰箱門中（內、外表面之間）的隔熱材料的厚度表示為 τ，其熱傳導率為 κ_i，假設冰箱門中的熱傳導只需要考慮隔熱材料中沿垂直內、外表面方向的穩態一維熱傳導，請寫出計算冰箱門的外表面溫度（T_o）所需的能量方程式。（10 分）

六、有效度-傳遞單位數法（effectiveness-NTU method，其中 NTU 為 number of transfer units）為一種常用的熱交換器分析方法，請寫出有效度的定義，它是那兩個主要參數的函數？（10 分）