第1題
風力發電係將部分風能轉換為軸功，帶動發電機發電。 （每小題10 分，共20 分） 說明氣溫、風速及風機轉子直徑如何影響輸出軸功之大小。 有一風力發電機其轉子直徑為20 m，並將40%之風能轉換為軸功。在 風速為35 km/h，氣壓為100 kPa，氣溫為20°C 時，軸功及風機下游 風速為何？
民國110年 高考三級 農業機械 熱力學考古題
民國110年 高考三級 農業機械 熱力學收錄考選部官方試題，共 5 題可線上瀏覽，考選部未公告本科目答案。
官方資料
題目與答案
第2題
有一四衝程汽油引擎，其壓縮比為10，缸數為4，總排氣量為2300 cc。 進氣條件為280 K，70 kPa，轉速為2100 rpm，燃料燃燒供應之熱量為 1800 kJ/kg。在冷空氣及引擎以理想Otto 循環運轉假設下，試求此引擎之： 平均有效壓力（5 分） 循環最高溫度（5 分） 輸出功率（10 分） 參考數據：空氣比熱比=1.4，等容比熱=0.717 kJ/kgK。
第3題
燃氣發電之燃料為天然氣。有一天然氣，經分析其組成以體積百分比表 示為80.62% CH4、5.41% C2H6、1.87% C3H8、1.6% C4H10、10.5% N2。若 此天然氣與空氣燃燒後，乾產物分析以體積百分比表示為7.8% CO2、 0.2% CO、7% O2，以及85% N2。試求： 此燃燒之莫耳空燃比（10 分） 以100 m3、300 K，及100 kPa 之天然氣燃燒，燃燒產物之總莫耳數為 何？（5 分） 理論空氣量為何？（5 分）
第4題
一穩態運轉之電動馬達，輸入電流及電壓分別為10 安培及220 伏特，轉 速為1000 rpm，轉軸輸出扭矩16 N·m 至負載。運轉時馬達之發熱排至外 界，散熱量可表為Q=hA(Tb-T0)，其中，h=對流熱傳係數=100 W/m2K，A= 馬達表面積=0.195 m2，Tb=馬達表面溫度，T0=環境溫度=20°C。試求：（每 小題5 分，共20 分） Tb 馬達熵改變量 環境熵改變量 此馬達運轉狀態為可能嗎？
第5題
一太陽熱能發電系統如圖所示，太陽輻射能量為0.315 kW/m2。太陽能 板吸收之太陽熱能提供給一溫度維持為定溫220°C 之儲能裝置。一動力 循環由儲能裝置供應熱能，排熱至溫度為50°C 之熱源，並產生0.5 MW 之電能。環境之溫度為20°C。假設此動力循環為穩態操作，儲能裝置太 陽熱能吸收效率為0.75，試求： 所需之最小太陽能板面積（5 分） 儲能裝置提供之可用能（5 分） 動力循環之熱力學第二定律效率（second-law efficiency）（10 分）