申論 1㈠某物質在150℃時，飽和液體內能（u）= 631.68 kJ/kg、飽和液體與飽和汽體內能差f（u）= 1927.9kJ/kg，求在乾度χ（quality）= 70時之內能（u）是多少？（6 分）fg3 n㈡活塞汽缸系統中裝有0.1 m與400 kPa 的空氣，進行多變過程PV= C（polytropicprocess），由此可逆過程使得體積膨脹為0.25 m3，求n = 1 時之作功（work）。（8 分）㈢有一系統在特定過程中，吸熱10J，作功410J，系統速度由10 m/s 變成25 m/s，高度由20 m 變成12 m，系統質量為50 kg，試求此系統之內能變化。（8 分）（註：重力加速度g = 9.81 m/s2）
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弱點分析
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申論 2㈠證明鄂圖循環（Otto cycle）效率為：1( )1-k，其中為壓縮比（compressionratio），k 為等熵指數（isentropic exponent）。（6 分）㈡若鄂圖循環（Otto cycle）之壓縮比為12，在壓縮衝程開始的壓力與溫度分別為0.1 MPa 與15℃，每循環傳熱至空氣的熱量為2000 kJ/kg，試求平均有效壓力（mean effective pressure）。（12 分）（註：理想氣體之C = 1.0035 kJ/kg K、R = 0.287 kJ/kg K）p
申論 3具有飼水加熱器（feedwater heater）的再生朗肯循環（regenerative Rankine cycle）中，水蒸汽在4 MPa，400℃進入輪機，等熵膨脹至中間壓力800 kPa 後，有部分水蒸汽從輪機內抽出與飼水混合，在800 kPa 下熱交換成飽和液體。而另外一個幫浦將飽和液加壓至4 MPa 後再運送到蒸汽發生器，未抽出水蒸汽在輪機內繼續膨脹至50 kPa（h = 2305.4 kJ/kg，s = 6.5029 kJ/kg K），試求：㈠輪機出口蒸汽的fgfg焓值（enthalpy）。（6 分）㈡此循環的熱效率。（6 分）㈢若此循環欲獲得8000 kW的功率，求需要之水蒸汽質量流率。（8 分）註：各狀態點的性質如下表。T（℃）P（kPa）h（kJ/kg）s（kJ/kg K）v（m3/kg）年公務人員高等考試三級考試試題代號：34920類科：機械工程科目：熱工學
申論 4有一個剛性的空氣槽，其體積為1.8 m3，含有壓力900 kPa、溫度150℃的空氣，空氣經由傳熱給15℃的外界後，冷卻至15℃，請計算：㈠可用功（available work）。（10 分）㈡過程的不可逆性（Irreversibility）。（10 分）（註：定壓比熱C = 1.0035kJ/kg K、定壓比熱與定容比熱之比熱比C /C = 1.4）ppv
申論 5㈠在溫度與熵座標圖（T-S 圖）上繪出以汽體為工作流體的反向卡諾循環並且說明每一過程。（8 分）㈡有一反向卡諾循環運轉於10℃與30℃之間，該冷凍機每小時自冷凍空間吸收10000 kJ 熱量，試求此循環之性能係數（COP），壓縮機需求之功率及該循環之冷凍噸及能量效率比（E.E.R 值）。（12 分）