機械工程 104 年熱工學考古題
題目為考試當年公告版本，實務標準請以現行規範為準。
固定體積之容器內充滿50℃之理想氣體，經由攪拌器以200 kJ 的功輸入而加以攪拌 氣體。由於此系統與25℃的外界在攪拌過程中，發生熱傳而致使理想氣體仍維持等 溫。試求：理想氣體的熵（entropy）變化？外界的熵變化？此過程是否滿足熵增加 原理？（20 分）
空氣的初始狀態為140 kPa，17℃，以速度70 m/s 進入一絕熱壓縮機，經過壓縮 後，以420 kPa，147℃及速度110 m/s 流出壓縮機。假設大氣壓力為100 kPa，溫度 為15℃，試求：不可逆性（irreversibility）？實際所需壓縮功？可逆絕熱功？可逆 功（reversible work）？絕熱效率？第二定律效率？（20 分） （Given data：空氣等壓比熱=1.004 kJ/kgK，比熱比=1.4）
1 kg 之空氣由（壓力，溫度）= (p1，T1) = (100 kPa，25℃)絕熱地壓縮至（壓力，體 積）= (p2，V2)，然後等壓地膨脹至（壓力，體積）= (p3，V3)，最後以V3 等容地降 壓至（壓力，體積）= (p1，V1)。若V3/V2 = 4，且所有過程皆可假設為準平衡過程 （quasi-equilibrium process），試求此循環之：最高溫度及壓力？淨熱傳量？淨功量？ 循環之熱效率？（20 分） （Given data：空氣等壓比熱=1.004 kJ/kgK，比熱比=1.4）
請繪出理想的Atkinson cycle 及Miller cycle 之p-v 及T-s 圖，並指出其與Otto cycle 之差異。（20 分）
在單級蒸氣壓縮式冷凍循環，如何獲得兩個不同的低溫環境？請繪出其T-s 及 p-h diagram，並說明吸收式冷凍循環與蒸氣壓縮式冷凍循環之差異。（20 分）