民國112年 高考三級 機械工程 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。
有一400 m3之儲存槽儲存液態天然氣。天然氣之主要成分為甲烷。儲存 槽內之甲烷壓力為100 kPa，液態及氣態之體積占比分別為98%及2%。 請問儲存槽內甲烷之質量為何？甲烷之乾度為何？（10分） 在燃氣發電中，需先將液態天然氣汽化，釋放之能量稱為冷能。請問 之天然氣汽化至100 kPa之飽和蒸汽釋放之冷能。（10分） 給予數據：甲烷100 kPa，vf = 0.002366 m3/kg，vg = 0.55665 m3/kg， hf = -286.5 kJ/kg，hg=223.83 kJ/kg。
100 kPa，150℃的水在可逆過程下被加入熱量75 kJ/kg，加熱過程可為 等溫、等容或等壓。請問在何種過程熵改變量最大？試以T-S圖解釋之。 （10分） 液態物質在可逆絕熱過程時，溫度之改變為何？（5分） 理想氣體在可逆絕熱過程時，溫度與壓力關係為何？（5分）
空氣進入一絕熱穩流渦輪機之壓力為1200 kPa，溫度為1500 K，出口 壓力為200 kPa。渦輪機之等熵效率為78%。在等壓比熱為常數且值為 1.004 kJ/kg∙K之假設下，求出渦輪機出口溫度及熱力學第二效率。（20分）
將大氣等壓或等容冷卻，何者之露點溫度（dew point temperature）較 低？請以T-S圖解釋。（5分） 將大氣溫度由35℃降至20℃，絕對濕度由0.0175降至0.01，相對濕度由50% 提高至70%，請問需加濕或除濕？請將此過程顯示於濕氣圖上。（5分） 大氣自20℃，100 kPa，相對濕度60%壓縮至600 kPa，並冷卻至20℃， 將水分移除。若乾空氣流量為0.5 kg/s，請問水移除流量及冷卻後之相 對濕度。（10分）
一鋼瓶內有2 kmol的碳（carbon, C）及2 kmol的氧（oxygen, O2），溫度為 25℃，壓力為200 kPa。在燃燒後產生1 kmol二氧化碳（carbon dioxide, CO2），1 kmol一氧化碳（carbon monoxide, CO）以及過剩的氧。燃燒後溫 度為1000 K。請問鋼瓶最後壓力以及此燃燒過程之熱傳量為何？（20分） 給予數據： CO2 CO O2 C 形成焓 （enthalpy of formation） （kJ/kmol） 等壓比熱 （kJ/kg/K） 0.842 1.041 0.922 分子量 （kg/kmol）