第1題
一個容積為0.6 m³的容器中，裝有4.0 kg 處於飽和狀態的液態水和水蒸 氣混合物，其壓力為800 kPa。請計算： 該水/水蒸氣混和物之乾度。（10 分） 液態水之質量與體積。（10 分） 若液態水/水蒸氣混和物乾度為0.7，請問在800 kPa 下容器需設計為 多大體積？（5 分） （已知在壓力為800 kPa 時，vf 0.001114 m³/kg，vg 0.2403 m³/kg）
民國114年 高考三級 機械工程 熱力學考古題
民國114年 高考三級 機械工程 熱力學收錄考選部官方試題，共 4 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
一個內部體積為0.7 m³的儲氣槽中，空氣的初始壓力為1300 kPa，溫度 為27℃。儲氣槽上的閥門被打開，使空氣排出，直到壓力下降至650 kPa， 隨後立即關閉閥門。假設儲氣槽釋放氣體過程為等熵過程，試問在此過 程中排出的空氣質量為多少？（25 分） （空氣的氣體常數為0.287 kPa·m³/kg·K；比熱比k = Cp/Cv = 1.4）
第3題
一個標準空氣循環，在封閉系統中進行，空氣的質量為0.005 kg，且具 有定值比熱（空氣的比熱為CP = 1.005 kJ/kg·K；CV = 0.718 kJ/kg·K； k = Cp/Cv = 1.4）。循環包含以下三個過程： ˙ 1-2 等熵壓縮：從100 kPa、27℃壓縮至500 kPa ˙ 2-3 等壓加熱：加熱至原始體積 ˙ 3-1 等容放熱：回到初始狀態 請回答以下問題： 計算此循環中的最高溫度。（15 分） 計算此循環的熱效率。（10 分）
第4題
某理想的朗肯（Rankine）循環系統中，水經由泵流至鍋爐中，並在鍋爐 中被加熱至10 MPa、450℃的水蒸氣後進入渦輪機，且在渦輪機中等熵 膨脹至10 kPa。假設冷凝器出口為飽和液體。請根據上述條件，回答下 列問題。 若冷凝器入口狀態為液氣混和，乾度0.8，請估算循環熱效率。（15 分） 計算每公斤水的淨輸出功(kJ/kg)。（10 分） 飽和水壓力表 壓 力 kPa 飽和 溫度 ℃ 比容(ν) (m3/kg) 內能(u) (kJ/kg) 焓(h) (kJ/kg) 熵(S) (kJ/(kg·K)) νf ν g uf ufg ug hf hfg hg sf sfg sg 45.81 0.001010 14.67 191.82 2246.1 2437.9 191.9 2392.8 2584.7 0.6493 7.5009 8.1502 60.06 0.001017 7.649 251.38 2205.4 2456.7 251.4 2358.3 2609.7 0.8320 7.0766 7.9085 69.10 0.001022 5.229 289.20 2179.2 2468.4 289.2 2336.1 2625.3 0.9439 6.8247 7.7686 過熱水蒸氣壓力表(10.0 MPa) 溫度°C 比容(ν) （m3/kg） 內能(u) (kJ/kg) 焓(h) (kJ/kg) 熵(S) (kJ/(kg·K)) 0.02641 2832.4 3096.5 6.2120 0.02975 2943.4 3240.9 6.4190 0.03279 3045.8 3373.7 6.5966