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熱工學
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97年 - 97 原住民族特種考試_三等_機械工程：熱工學#42350
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題組內容
一、簡答題：
⑴何謂熱力學第零定律？（5 分）
相關申論題
⑵考慮一變電壓箱，若欲藉裝置鰭片以增加其內部發熱量之散逸至週遭空氣，請問 應將鰭片裝置於箱外或箱內？理由為何？（6 分）
#133711
⑶熱傳遞之基本模式為何？並請簡述其相關輸送定律。（9 分）
#133712
二、一電線（直徑 3 mm，長 度 5 m）外覆一層厚 度 2 mm之塑膠皮（熱傳導係數 k = 0.15 W/m⋅K）。由量測得知：通過電流為 10 安培時，此電線呈現 8 伏特之電壓 降。若電線之週遭空氣溫度為 30℃，且已知其與電線表面間對流熱傳係數為 12W/m2⋅K，試計算電線與塑膠皮之界面溫度。（20 分）
#133713
三、考慮依卡諾循環（Carnot cycle）運轉之冷藏櫃，於 27°C 之大氣環境中其可維持食 物在 2°C 之低溫狀態；若在相同排熱量下，欲利用此冷藏櫃將食物維持在-15°C 之 冷凍狀態，試計算出冷藏櫃所需輸入功之增加率。（20 分）
#133714
四、一冷媒以質量流率 0.06 kg/s 進出一離心式壓縮機之狀態分別為壓力 0.4 MPa， 溫度 0℃及壓力 1 MPa，溫度 90℃。假設冷媒蒸氣可視為理想氣體，其等壓比熱為 一定值（1.1 kJ/kg⋅K）及比熱比值（specific heat ratio）為 1.3。試計算驅動壓縮機所 需之理論輸入功率及壓縮機之等熵效率（isentropic efficiency）。（20 分）
#133715
五、一理想氣體初始狀態壓力 15.0 bars 及比容 0.05 m3/kg，經由可逆且絕熱膨脹過程， 使其壓力降至 1.01 bars。若已知此氣體之比熱比值（specific heat ratio）為 1.38，試 計算單位質量氣體在此膨脹過程所作之功。（20 分）
#133716
四、空氣進入一噴嘴，入口溫度 600 K、壓力 160 kPa、速度 50 m/s，出口壓力為 100 kPa。此噴嘴之等熵效率（isentropic efficiency）為 70%，求1.出口速度，2.出口溫度。（空氣之比熱 cp = 1.051 kJ/kg●K，比熱比 k = 1.376）（25 分）
#555837
三、一空氣標準狄則耳循環（Diesel cycle）之壓縮比為 20，壓縮前壓力 100 kPa、溫度為 300 K，吸熱過程後之溫度為 1800 K。假設比熱固定，cp = 1.005 kJ/kg●K，cv = 0.718 kJ/kg●K，求停氣比（cutoff ratio）、循環熱效率。（25 分）
#555836
二、某氣渦輪機使用二段等熵壓縮機，二段的壓力比相同，空氣為工作流體。空氣進入壓縮機時壓力 100 kPa、溫度 300 K，空氣離開壓縮機時壓力為 700 kPa。為使消耗功降低，在二段中間將空氣冷卻至 300 K，若空氣之流量為 0.1 kg/s，則此壓縮機需消耗多少功？假設比熱固定，cp = 1.005 kJ/kg●K， R = 0.287 kJ/kg●K。（25 分）
#555835
(二)若氣體壓力高，需考慮真實氣體效應。請說明任意兩種獲得真實氣體溫度、壓力、體積的方法。（15 分）
#555834
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