機械工程 91 年熱力學與熱傳學考古題
民國 91 年（2002）機械工程「熱力學與熱傳學」考試題目，共 4 題 | 資料來源：考選部
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有一個人電腦，裏面裝置六片電路板，每片電路板之長為20 cm，寬為12 cm，每片
之發熱功率為15 kW，該電腦是以電腦機殼上之20 kW 的風扇進行氣冷，空氣進出
口之間的溫升不能超過20℃，試問空氣之質量流率至少為何？其中因風扇的馬達發
熱和葉片攪動所產生的溫升佔總溫升的比例為何？（25 分）
畫出一奧圖循環(Otto cycle)之壓力－體積(P-v)圖和溫度－熵(T-s)圖，並導出其熱效率
(thermal efficiency)與壓縮比(compression ratio)的關係式。（25 分）
厚20 mm 的不銹鋼板的一面以蒸氣之冷凝維持在100℃(不銹鋼板的熱傳導係數k =
15 W/m-K)，而另一面則以20℃的空氣冷卻(對流係數h = 15 W/m2-K)，問空氣冷卻
這一面的不銹鋼板溫度為何？（25 分）
有一核能燃料板，厚為2L，兩側皆以厚為B 不銹鋼板包圍，內部熱產生率為Q，不
銹鋼板外側之一面為完全絕熱，另一面以溫度Tf 的流體帶走，對流係數為h，燃料
板不銹鋼板的熱傳導係數kf，ks。（25 分）
導出燃料板的溫度分佈式T(x)，並以L, B, Q, Tf, h, kf, ks 表示。
畫出整個系統的溫度分佈T(x)圖。
鋼板
核能燃料
鋼板
絕熱層
B
B
Tf, h
L
L
x
機械工程 91 年其他科目
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