熱 力 學 與 熱 機 學 、 流 體 力 學 與 流 體 機 械 第 1 頁，共 2 頁 【請翻頁繼續作答】
經濟部所屬事業機構 102 年新進職員甄試試題
類 別 : 機 械 節 次 : 第 三 節 科 目 : 1 . 熱 力 學 與 熱 機 學 2 . 流 體 力 學 與 流 體 機 械
注 意 事 項
1.本試題共 2 頁(A4 紙 1 張)。
2.可使用本甄試簡章規定之電子計算器。
3.本試題分 6 大題，每題配分於題目後標明，共 100 分。須用藍、黑色鋼筆或原子筆在答 案卷指定範圍內作答，不提供額外之答案卷，作答時須論述或詳列解答過程，於本試題 或其他紙張作答者不予計分。
4.本試題採雙面印刷，請注意正、背面試題。
5.考試結束前離場者，試題須隨答案卷繳回，俟該節考試結束後，始得至原試場索取。
6.考試時間：120 分鐘。
一、有一運轉於高、低溫熱儲溫度分別為 T
H
（高溫熱儲溫度）= 400°K 及 TC
（低溫熱儲溫度）= 300°K 之冷凍循環（Refrigeration cycle），其自低溫熱儲（Cold reservoir）吸收之熱 量為Q
C
，排熱到高溫熱儲（hot reservoir）之熱量為 QH
，請依下列情形說明並研判此循環 為可逆、不可逆或不可能發生。(一) Q
C
= 1000kJ，QH
= 1500 kJ（5 分）(二) Q
C
= 1000 kJ，Wcycle
= 250 kJ（5 分）(三) Q
H
= 1500 kJ，Wcycle
= 250 kJ（5 分）二、有兩個鋼槽（A、B）經一閥門連接，其中 A 槽含有 0.3 m
3
、500 kPa 及 80 %乾度之飽和 水，B 槽含有 0.5 m3
、300 kPa 及 350°C 之過熱水蒸汽。現閥門打開而使 A、B 槽達相同狀 態，並最終使該系統與外界達熱平衡，外界溫度為 30°C，求最終狀態時：(一)槽內之壓力(kPa)（5 分）
(二)此過程之熱傳出量(kJ)（10 分）（本小題計算至整數，以下四捨五入）
飽和水-水蒸氣（壓力表）
比容ν（m
3
/kg） 比內能u(kJ/kg） 比焓h（kJ /kg）壓力
（kPa）
飽和溫度
（°C） ν
f
νg
uf
ug
hf
hg
4.246 30 0.001004 32.89 125.78 2416.6 125.79 2556.3 400 143.63 0.001084 0.4625 604.31 2553.6 604.74 2738.6 500 151.86 0.001093 0.3749 639.68 2561.2 640.23 2748.7
過熱水蒸汽
0.3MPa（飽和溫度 133.55°C）
飽和溫度（°C） 比容ν（m
3
/kg） 比內能u（kJ/kg） 比焓h（kJ /kg）300 0.8753 2806.7 3069.3 400 1.0315 2965.6 3275.0
熱 力 學 與 熱 機 學 、 流 體 力 學 與 流 體 機 械 第 2 頁，共 2 頁
三、一空氣標準狄賽爾循環（Air-Standard Diesel Cycle）引擎，壓縮比為 17，等壓加熱過程熱傳 量為 1700 kJ/kg，壓縮過程起始壓力為 100kPa，起始溫度為 20°C，空氣之定壓比熱 Cp為 1.005 kJ/kg°K，氣體常數 R= 0.287 kJ/kg°K，空氣標準狄賽爾循環 P-V 圖如下【圖 1】，
試求：[ 提示：(17)0.4=3.1058；（0.168）0.4=0.49] (一)此循環之熱效率（%）（5 分）
(二)平均有效壓力（kPa） [Mean Effective Pressure，MEP。MEP=（淨輸出功/壓縮過程體積 變化量）] （5 分）
(三)若氣缸容積為 4 公升，該四衝程引擎轉速為 1500rpm，求該引擎輸出功率（kW）
（10 分）
（本大題計算至小數點後第1 位，以下四捨五入）
四、如上【圖 2】所示之 U 型管加速度計量器，其內液體之比重為 3，將此加速度計量器裝於汽
車內進行實驗，測得計量器兩垂直管內之液體高度相差8 cm，試求此汽車之加速度（m/sec
2
）。（15 分）（計算至小數點後第 1 位，以下四捨五入）
五、有一直徑為 1.8 m 之油桶（如上【圖 3】所示）。油從桶側之噴口排出，假設桶內上端空 氣壓力保持一定，假設不計所有摩擦水頭損失，試計算將油表面降低60 cm 所需之時間（
秒）（15 分）。（油之比重為 0.75、水銀比重為 13.6）
（計算至小數點後第1 位，以下四捨五入）
六、有一水力發電廠儲水池水面到放水面之高度總落差 H =160 m，其帕爾登水輪機流量為 2 m
3
/sec，若中途之各項損失水頭只考慮管路摩擦損失ΔH（管摩擦係數 f =0.03）,其他損失 均不計，試求(一) 假若導水管長度為 3000 m，管路效率（管路效率η
p
＝（H－ΔH）/H）為 81.5 %，求 導水管直徑(m)。（15 分）(二) 水輪機理論輸出功率 L
th
(kW)（5 分）（本大題計算至小數點後第1 位，以下四捨五入）
