機械工程 102 年熱工學考古題（共 4 題）
資料來源：考選部歷屆試題｜法律人 LawPlayer 整理
https://lawplayer.com/exam/mechanical-engineering/102-%E7%86%B1%E5%B7%A5%E5%AD%B8

第 1 題
某卡諾（Carnot）熱機，係由627℃熱儲輸入所需熱量90 kJ，且排放能量至27℃之
環境；其所輸出機械功之1/3 係用於驅動另一卡諾冷凍機，藉以排放60 kJ 熱量至27℃
之環境。試計算：㈠卡諾熱機之輸出機械功與效率；（15 分）㈡卡諾冷凍機之低溫
儲（Low-temperature reservoir）溫度及其性能係數（Coefficient of performance）。
（15 分）

第 2 題
某空氣標準柴油循環（Air-standard diesel cycle）以壓縮比18 在低壓200 kPa 與低
溫200℃條件下運轉；若其高溫限定為2200 K，試計算:㈠效率及平均有效壓力值
（Mean effective pressure）；（25 分）㈡在相同壓縮比下，顎圖循環（Otto cycle）
之效率。（5 分）
［已知空氣之氣體常數（Specific gas constant, R）及比熱比值（Specific heat ratio）分
別為0.287 kJ/(kg⋅K)及1.4；且其在等壓熱輸入過程之比熱值為cp = 1.0 kJ/(kg⋅K)。］

第 3 題
試考慮一條電線（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遞係數
（Heat transfer coefficient）為12 W/(m2⋅K)，試計算電線與塑膠皮之界面溫度。
（20 分）

第 4 題
某冷媒以質量流率0.06 kg/s 進出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）

題目為考試當年公告版本，實務標準請以現行規範為準。