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機械設計
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114年 - 114 公務、關務升官等考試_薦任_機械工程、技術類(選試機械設計)-關務:機械設計#133265
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題組內容
一、下圖為一元素受到靜態平面應力的狀況,該元素的降伏強度為 250 MPa、 極限拉伸強度為 350 MPa、耐久限為 170 MPa、蒲松比為 0.35,試求:
(一)第一主應力。(4 分)
其他申論題
(三)水與乙醇在一大氣壓下混合形成一個共沸物(Azeotrope) ,其共沸點為 78.2℃,而共沸組成(重量百分濃度)為 95.63%乙醇與 4.37%水,依 據前述條件,以相律討論其自由度。 (5 分)
#556137
四、乙醇(ethanol)和丙醇(propanol)於 20℃下的蒸氣壓分別為 5.95 kPa 和 1.99 kPa。若將 30 克乙醇與 70 克丙醇混合,此溶液可視為理想溶液。請 計算該溶液之總蒸氣壓,並求出氣相中乙醇和丙醇的莫耳分率。 (20 分)
#556138
五、在量子力學中,何謂單重態(singlet state) 、三重態(triplet state) ,請以 圖示意說明。(10 分)
#556139
六、一莫耳理想氣體(ideal gas)之初始狀態為 100℃和 8 atm,氣體進行可逆等溫膨脹,直到壓力降至某一特定值,接著在定容條件下冷卻至 0℃, 其最終壓力降至 2 atm。已知此理想氣體之定容莫耳熱容(constant-volume molar heat capacity, CV)為 20.92 ,氣體常數(gas constant, R) 為 8.314 。計算氣體於此過程之作功量(work, W) 、熱(heat, Q)、內能變化(ΔU)與焓變化(ΔH)。 (20 分)
#556140
(二)第二主應力。(4 分)
#556142
(三)最大剪力。(4 分)
#556143
(四)根據最大畸變能(max distortion energy, MDE)模型計算安全係數。(5 分)
#556144
(五)根據最大剪力(max shear stress, MSS)模型計算安全係數。 (5 分)
#556145
(六)解釋(四)和(五)為何答案不同。(3 分) 答案須標註單位。
#556146
二、有一滾珠軸承的受力 F [N]及壽命 L [cycle]滿足 FL0.3=常數的關係。該軸承在 1000 N 的受力下,以 2000 RPM 的速度運轉 3000 小時,保有 90% 的可靠度。C10 代表該軸承在運轉 106 cycles 可保持 90%可靠度的負載額定(load rating) ,試求 C10。答案須標註單位。(25 分)
#556147