機械工程 111 年熱工學考古題

考慮汽油引擎，請說明： ㈠壓縮比與平均有效壓力（mean effective pressure）之定義。（12 分） ㈡此引擎之熱效率隨壓縮比之增加而增加。但一般之火星塞點火引擎之壓 縮比為8～12，為何實務上壓縮比不採用更高之設計？（6 分） ㈢加油站的92、95、98 無鉛汽油的數字代表的意義為何？（7 分）

某燃氣渦輪機受材料限制，最高溫為1500 K，最低溫為300 K。使用空氣 為工作流體，原設計壓力比為5，若將壓力比增為10，請問： ㈠每公斤空氣之輸出淨功改變多少？（12 分） ㈡熱效率改變多少？（13 分） （空氣的比熱固定，cp = 1.005 kJ/kgK，R = 0.287 kJ/kgK。）

合歡山松雪樓是熱門的高山旅館。某日寒流來臨，整日室外溫度皆為-2℃， 若松雪樓每小時散熱到環境之速率為1500 MJ/h，而欲維持室內溫度在 20℃，請問： ㈠最少需消耗多少功率？此時之COP 為多少？（13 分） ㈡若松雪樓使用之暖氣機的COP 為5，當日松雪樓暖氣機消耗幾度電？ 此暖氣機的第二定律效率（Second-law efficiency）是多少？（12 分）

某冷氣機使用R-134a 為冷媒，依據理想蒸氣壓縮冷凍循環運轉，欲維持 室內溫度在24℃，冷凝器之工作壓力為1000 kPa，蒸發器需有4℃的溫差 以便有良好熱傳效果，求此系統之COP。（25 分）