機械工程 103 年熱工學考古題

卡諾循環（Carnot cycle）為理想之可逆（reversible）熱力循環，試回答下列問題： ㈠何謂卡諾熱機（Carnot heat engine）？請搭配T-S 圖說明之。（15 分） ㈡有一卡諾熱機在1000 K 的高溫熱儲（reservoir）及300 K 的低溫熱儲間運作。當 提供800 min kJ 之熱傳功率給此熱機時，則熱效率（%）及輸出功率（kW）分 別為多少？（10 分）

蒸汽動力廠應用朗肯循環（Rankine cycle）提供輸出功來進行發電，試回答下列問題： ㈠請繪出朗肯循環之T-S 圖，並說明循環的所有過程。（10 分） ㈡提高朗肯循環之熱效率可降低燃料的需求。請說明提高朗肯循環效率之三種方式， 並以T-S 圖解釋效率提高的原因。（15 分）

火花點火引擎使用的基本原理稱為鄂圖循環（Otto cycle），其由活塞壓縮、火星塞 點火燃燒、活塞膨脹、廢熱排出等四個過程所組成。某汽車的動力系統是使用一壓 縮比為8 的鄂圖循環汽油引擎，其壓縮過程入口的空氣壓力為95 kPa，溫度為300 K， 而在點火燃燒過程中有750 kg kJ 的熱進入空氣中。考慮比熱為常數，回答下列問題： ㈠何謂空氣標準假設（Air standard assumptions）？（5 分） ㈡請繪出鄂圖循環之P-V 圖，並搭配圖說明循環中各個理想過程。（10 分） ㈢使用空氣標準假設，試求出此汽油引擎在加熱過程結束後的溫度（K）及循環之 熱效率（%）。（10 分） [空氣性質：氣體常數R = 0.287 K kg kJ ⋅ ，等壓比熱Cp = 1.005 K kg kJ ⋅ ，等容比 熱Cv = 0.718 K kg kJ ⋅ ] 103年公務人員特種考試外交領事人員 及外交行政人員、國際經濟商務人員、 民航人員及原住民族考試試題 考 試 別：原住民族特考 類 科 組：機械工程

卡諾循環（Carnot cycle）為理想之熱力循環，考慮如下P-V 圖中的ABCDA 卡諾循 環，假設 1 2 2T T = ， A C 8V V = ，採用1000 mol 的理想氣體作為工作流體，試求循環 的總功 cycle W 及熱效率η。（25 分） 提示： DA CD BC AB cycle W W W W W + + + = P V O A B C D T1 T2 VA VD VB VC