所屬科目：台電◆燃燒與熱流工程學
1.熱力學第一定律主要在討論下列何者？ (A)質能守恆 (B)動量守恆 (C)能量守恆 (D)質量守恆
2.熱力學第二定律主要在決定熱力過程的什麼？ (A)動量傳遞 (B)能量傳遞 (C)質量傳遞 (D)能量轉換效率
3.當一個系統趨近於絕對溫度零度時，系統的熵變化會趨近於零，為熱力學的第幾定律？ (A)第零定律 (B)第一定律 (C)第二定律 (D)第三定律
4.下列哪一個熱力過程，理想氣體作功為零？ (A)等溫過程 (B)等容過程 (C)等熵過程 (D)等壓過程
5.朗肯循環為下列何者？ (A)定熵加熱 (B)定壓加熱 (C)定溫加熱 (D)以上皆非
6.泵在運轉中，若有氣泡隨流體流入壓力較高處時，因外界壓力升高，氣泡迅速破裂而產生振動及噪音現象，稱為下列何者？ (A)排氣現象 (B)失壓現象 (C)水鎚現象 (D)孔蝕現象
7.一個系統的初始與末了狀態固定，若過程不一樣，請問下列何者仍可維持不變？ (A)內能變化 (B)熱 (C)功 (D)以上皆是
8.一個系統由 A 狀態到 B 狀態，作功值為 PΔV，由 A 至 B 最可能路徑為？ (A)等溫過程 (B)等容過程 (C)等壓過程 (D)絕熱路徑
9.一絕熱空氣壓縮機的排氣溫度，與吸氣溫度相比，較為？ (A)高 (B)低 (C)一樣 (D)無法判斷
10.燃氣渦輪機(Gas Turbine)動力系統主要為三大構件所組成，下列何者為非？ (A)渦輪機 (B)壓縮機 (C)燃燒室 (D)鍋爐
11.焓(H)與內能(U)、壓力(P)、體積(V)之關係為下列何者？ (A) U＝H+PV (B) H＝U-PV (C) U＝H-PV (D) H＝PV-U
12.封閉系統下，所代表的物質特性為下列哪一個？ (A) V (B) T (C) -S (D) P
13.下列何者為熱力學中所敘述的氣體標準狀態(Standard Temperature and Pressure, STP)性質？ (A)壓力為 10 atm (B)溫度為 0 ºC (C)體積為 1 公升 (D)體積為 10 公升
14.燃料的低位熱值(Lower Heating Value)和高位熱值(Higher Heating Value)差別在於前者？ (A)有預熱 (B)沒有預熱 (C)燃燒不完全 (D)有扣除水蒸汽的蒸發潛熱
15.下列何者不屬於狀態函數？ (A)內能 (B)焓 (C)熵 (D)功
16.單位體積空氣中，實際水蒸汽的分壓與相同溫度和體積下水飽和蒸汽壓的百分比稱之為？ (A)絕對溼度 (B)相對溼度 (C)體積比 (D)分壓比
17.若有一個熱機(Heat Engine)，熱源由溫度是 650 ºC 的鍋爐傳入熱，作功後放出廢熱至 120 ºC 的環境中。理論上，這個循環的最大效率是多少？ (A) 0.352 (B) 0.453 (C) 0.574 (D) 0.684
18.若一活塞和汽缸的組合系統壓縮空氣，進行從 50 kPa、23 ºC變化到 300 kPa 之可逆等溫過程， 請計算空氣的熵變化量為多少 kJ/kg‧K？(空氣的氣體常數 R 為 0.287 kJ/kg‧K) (A) -0.614 (B) -0.514 (C) -0.414 (D) 0.414
19.若一卡諾(Carnot)引擎在溫度 600 K 及 300 K 間運轉，對外輸出 500 kJ 的功，請計算所需輸入 的熱量為多少 kJ？ (A) 900 (B) 1000 (C) 1100 (D) 1200
20.若一密閉循環之燃氣輪機引擎以空氣運轉於最高溫度 963 K 和最低溫度 293 K 之間，已知其壓 縮比為 6，且 Cp/Cv=1.4，請計算其熱效率約為多少？ (A) 0.3 (B) 0.4 (C) 0.5 (D) 0.6
21.某冷凍機性能係數 COP=2.0，若該系統由-10 ºC 處以 30,000 kJ/h 的速率吸收熱，請計算該冷凍 機須輸入功率為多少 kW？ (A) 4.17 (B) 5.00 (C) 5.17 (D) 6.17
22.某一功率輸出為 150 MW 的蒸汽動力廠，以每小時 72 噸的速率燃用燃料，若燃料的熱值為25,000 kJ/kg，請問該動力廠的熱效率為多少？ (A) 0.3 (B) 0.35 (C) 0.4 (D) 0.45
23.某一個高溫高壓活塞圓筒裝置，內有 5公斤的氣體。假設其壓力 P=Constant，若起始壓力和體積分別為 250 kPa 和 0.02 m3，而最終體積為 0.1 m3，請計算在此過程中，對外作功多少 kJ？ (A) 10 (B) 20 (C) 30 (D) 40
24.若有一汽缸內質量 1 公斤、絕對壓力 3×102 kPa 及容積 0.85 m3的空氣壓縮成 8×102 kPa 及容積0.4 m3時，空氣的內能增加 300 kJ，請計算焓的變化(ΔH)為多少 kJ？ (A) 155 (B) 165 (C) 305 (D) 365
25.若一 1 m3之剛槽(1)內含有 27 ºC、400 kPa 之空氣，經一閥門連接至另一內含有 3 kg、27 ºC 及200 kPa 之空氣槽(2)。現將閥門打開，則致使整個系統與 25 ºC 之環境達到熱平衡，試求第二 個槽之系統最終壓力為多少 kPa？ (A) 235 (B) 285 (C) 335 (D) 385
26.空氣穩定的流經一絕熱之渦輪，進入渦輪時之壓力為 1 MPa，溫度為 777 K，速度為 150 m/s； 離開渦輪時之壓力為 150 kPa，溫度為 423 K，速度為 300 m/s；假設渦輪之入口面積為 80 cm2 ；試算渦輪所輸出之功率為多少 kW？(已知空氣之等壓比熱值為 1.005 kJ/kg．K) (A) 1,186 (B) 1,286 (C) 1,386 (D) 1,486
27.在固定體積的密閉容器下，加入系統的熱等於何種物理量的變化？ (A)焓 (B)內能 (C)熵 (D)功
28.欲使用熱泵來加熱某房屋，外面溫度為零下 1 ºC，而房屋內之溫度欲維持於 25 ºC。若房屋散 失到外界的熱量為每小時 80,000 kJ，求此熱泵所需之最小輸入功為多少 kJ/h？ (A) 3,980 (B) 4,980 (C) 5,980 (D) 6,980
29.一厚度 1 m 的爐壁，其熱傳導係數(k)為 ，爐內壁的溫度為 800 K，爐壁外面有350 K 的空氣流過，熱對流係數(h)為，當達穩定熱傳，爐外壁表面溫度為多少 K？ (A) 400 (B) 500 (C) 600 (D) 700
30.皮托管是用來量測流體的什麼？ (A)密度 (B)速度 (C)黏滯性 (D)壓縮性
31.若一流場速度的各分量是 u= xyt，v= -xyz，w= z2 (x-y)，則下列何者正確？ (A)是穩定流 (B)是均勻流 (C)是不可壓縮流 (D)不是不可壓縮流
32.有關圓管內流場，下列何者為正確？ (A)流速與壓降無關 (B)黏滯力不影響流速 (C)黏滯力越大越不容易形成紊流 (D)以上皆非
33. k-epsilon(k-ɛ)模型是使用下列何種計算流體力學的物理模型？ (A)層流模型 (B)紊流模型 (C)燃燒反應速率模型 (D)相變化模型
34.一內部有單一流體流動的管線，其管線中流體之質量流率的計算方式何者正確？ (A)流體密度×管線截面積×管線長度 (B)管線截面積×平均速度 (C)流體密度×管線截面積×體積流率 (D)流體密度×管線截面積×平均速度
35.有關較高雷諾數情況下的管路壓損，下列何者有誤？ (A)在相同管徑、相同流體的條件下，如果流量加大，則單位長度的管路壓損也會變大 (B) Minor loss 係指管路因轉彎、管路內徑突然變化等因素所造成的額外壓損 (C)管路彎曲之曲率半徑越大，造成的壓損通常也越大 (D)在相同管徑、相同體積流率的條件下，流體為熱水時造成的管路壓損小於冷水
36.物體於空中以較高速飛行時受到的空氣阻力大小和哪種物理量無直接相關？ (A)空氣密度 (B)物體相對於空氣的速度 (C)物體質量 (D)物體於運動方向的投影面積
37.空氣密度為 1.23 kg/m3，黏度為 1.79x10-5 N‧s/m2，若以平均速度 20 m/s 流經直徑 3 mm 的平 滑管中，請計算雷諾數為多少？ (A) 2,749 (B) 3,749 (C) 4,123 (D) 5,123
38.一不可壓縮牛頓流體在兩個平行水平板內以層流流動，如在完全展開流動(Fully Developed Flow )情況下，請問其最大速度為平均速度的多少倍？ (A) 3/2 (B) 2 (C) 3 (D) 4
39.一不可壓縮牛頓流體在圓管內以層流流動，如在完全展開流動(Fully Developed Flow)情況下， 請問其最大速度為平均速度的多少倍？ (A) 3/2 (B) 2 (C) 3 (D) 4
40.海平面的絕對壓力約為 1 bar，假設海水的密度固定為 1.05 g/cm3 (不隨深度而變化)、重力加速 度為 10 m/s2，並且忽略海水流動要素，則深度達 10,000 公尺的馬里亞納海溝海床之絕對壓力 約為多少 bar？ (A) 551 (B) 1,051 (C) 1,551 (D) 2,551
41.若一空間僅含兩對外開口，空氣持續從其中一開口進入，並自另一開口排出，已達到穩態。假 設入口截面積為 2 cm2、出口截面積為 1 cm2、入口空氣溫度為 300 K、出口空氣溫度為 600 K、 氣體於入口截面之平均速度為 V1、氣體於出口截面之平均速度為 V2，視空氣為理想氣體， V2/V1 之比值應為？ (A) 4 (B) 2 (C) 1 (D) 0.5
42.若兩個水平表面安置相距 0.5 inch 而相互平行於其間之空間裝滿甘油(70 ºF)，有一面積 2 inch2 ，厚度 1 inch 的板在甘油中以一定力 4 lbf 拖曳，此板保持與兩固定表面等距離。試算板的拖 曳速度為多少 ft/s？(甘油在 70 ºF 時之黏滞係數 μ=0.015 lbf‧s/ft2) (A) 0.88 (B) 1.01 (C) 1.11 (D) 1.22
43.兩平行板間流體之層流速度分布為 U/Umax=1-(2y/h)2，而 h為板間距離，原點位於兩板中間，若 此流體為 15 ºC 之水，=0.5 m/s，h=0.5 mm，試算上板之剪應力為多少 N/m2？(水在 15 ºC時 之 μ=1.1×10-3N‧s/m2) (A) 4.4 (B) 5.5 (C) 6.6 (D) 7.7
44.若一小水滴直徑 0.2 inch，在 80 ºF 時與空氣接觸，假如內部之壓力較大氣壓力大 1.667 psi，則 表面張力為多少 lbf/ft？ (A) 0.5 (B) 1 (C) 2 (D) 3
45.某一原油比重為 0.86，運動黏滯係數為 1×10-5m2 /s，流經一鑄鐵管，流量為 0.25 m3 /s，並知管 長 3000 m 之水頭損失為 9.9 m。假設摩擦係數 f= 0.02，請試算管徑為多少 m？ (A) 0.2 (B) 0.3 (C) 0.4 (D) 0.5
46.關於燃料燃燒，下列何者有誤？ (A)理論上空燃比越接近 1，燃燒溫度越高 (B)相同燃料與空燃比條件下，氧化物為純氧的燃燒溫度比氧化物為空氣時更高 (C)燃燒熱釋放率=燃料消耗速率×燃料熱值 (D)體積熱值=重量熱值/密度
47.哪種燃料的高位熱值與低位熱值理論上相同？ (A)純石墨 (B)氨氣 (C)氫氣 (D)木材
48.某鍋爐進行純甲烷與乾燥空氣之穩態當量完全燃燒，並且忽略空氣中微量氣體，則煙氣(係指 燃燒完畢後自鍋爐排出之廢氣)中二氧化碳的莫耳百分比(%)最接近何者？ (A) 7.0 (B) 8.1 (C) 9.5 (D) 10.8
49.完全燃燒 1 莫耳某種燃料可產生 3 莫耳二氧化碳與 4 莫耳水汽，並且無其餘透過燃燒反應所得 到的生成物。已知二氧化碳的生成熱為-393.5 kJ/mol、水汽的生成熱為-241.8 kJ/mol、該種燃 料的生成熱為-103.9 kJ/mol，則該種燃料的低位熱值(MJ/mol)應最接近何者？ (A) 1.90 (B) 2.04 (C) 2.15 (D) 2.26
50.下列對於燃氣機組之天然氣混燒氫氣的描述，何者有誤？ (A)天然氣混燒氫氣有可能會增加氮氧化物的排放 (B)天然氣混燒氫氣有助於降低碳排放 (C)氫氣的單位體積熱值比天然氣高 (D)氫氣的火焰燃燒速度比天然氣快
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所代表的物質特性為下列哪一個？ (A) V (B) T (C) -S (D) P
，爐內壁的溫度為 800 K，爐壁外面有350 K 的空氣流過，熱對流係數(h)為
，當達穩定熱傳，爐外壁表面溫度為多少 K？ (A) 400 (B) 500 (C) 600 (D) 700
=0.5 m/s，h=0.5 mm，試算上板之剪應力為多少 N/m2？(水在 15 ºC時 之 μ=1.1×10-3N‧s/m2) (A) 4.4 (B) 5.5 (C) 6.6 (D) 7.7