【評論主題】23.一厚度為10mm之軟鋼水槽內裝有95℃的水,其外界空氣溫度為30℃。若軟鋼之導熱度為50W/mK,內側與外側之熱對流係數分別為2800及11W/m2K。則單位水槽面積(m2)之熱損失率應為多少k
【評論內容】
R = (1/2800)+(0.01/50)+(1/11) = 0.0916
q = (95-30)/0.0916 = 709 W = 0.71 KW
【評論主題】38. 一物體質量為100 kg,受外力作用後,速度由10 m/s增加到20 m/s,試求此物體動能增加多少焦耳? (A)15,000 (B)20,000 (C)25,000 (D)30,000
【評論內容】
Ek10 = (100*10^2)/2 = 5000
Ek20 = (100*20^2)/2 = 20000
Ek20-k10 = 20000-5000 = 15000
【評論主題】10. 熱負荷太高會使材料的受熱部件膨脹,局部在高溫下產生何種變化? (A)潛變 (B)融合(C)斷裂 (D)龜裂
【評論內容】
潛變,也稱蠕變,是在應力作用下固體材料緩慢且永久的變形。它的發生是低於材料屈服強度的應力長時間作用的結果。當材料長時間處於高溫或者在熔點附近時,潛變會更加劇烈。潛變速率常常隨著溫度升高而加劇。 潛變速率與材料性質、加載時間、加載溫度和加載結構應力有關。
【評論主題】23. 考慮以電流流經電阻器對房間加熱,則供至電阻線的電能等於以熱傳至房內空氣的能量。若企圖將此過程反向,無疑地將某些熱傳至電阻線並無法在該線激生相當量的電能。判斷過程是否可發生的不完整性,可用何種定
【評論內容】
熱力學第零定律
熱力學第零定律,又稱熱平衡定律,是熱力學的四條基本定律之一,是一個關於互相接觸的物體於熱平衡時的描述,並為溫度提供了理論基礎。最常用的定律表述是: 換句話說,第零定律是指:在一個數學二元關係之中,熱平衡是遞移的。
熱力學第一定律
熱力學第一定律是熱力學的四條基本定律之一,能量守恆定律對非孤立系統的擴展。
熱力學第二定律
熱力學第二定律是熱力學的四條基本定律之一,表述熱力學過程的不可逆性——孤立系統自發地朝著熱力學平衡方向──最大熵狀態──演化,同樣地,第二類永動機永不可能實現。 這一定律的歷史可追溯至尼古拉·卡諾對於熱機效率的研究,及其於1824年提出的卡諾定理。
熱力學第三定律
熱力學第三定律是...
【評論主題】17. 一厚度為10mm之軟鋼水槽內裝有80℃的水 ,其外界空氣溫度為15℃ 。若軟鋼之導熱度為50W/mK,內側與外側之熱對流係數分別為2800及11W/m2K。則單位水槽面積(m2)之熱損失率應為
【評論內容】
R = (1/2800)+(1/11) = 0.091266
q = (80-15)/0.091266 = 712.2 W = 0.71 KW
【評論主題】35. 某船主機馬力配額為MCR : 20000PS X 105RPM,CSO:16700PS x 101.4RPM,已知廠試時之標定耗油率是130g/ps˙hr(所用燃油之淨燃燒值為10200kca
【評論內容】
使用所用燃油之淨燃燒值為10200kcal/kg的總耗油量為
(130*16700)/1000 = 2171 kg/hr
總耗油量乘燃油之淨燃燒值10200kcal/kg等於做的功
2171*10200 = 22144200 kcal/hr
再除掉用淨燃燒值9700kcal/kg之重油換算回使用此油的消耗量
22144200/9700 = 2282.9 kg/hr
再推成一天的量
2282.9*24 = 54789.8 kg/day = 54.8 ton/da...
【評論主題】23. 各種金屬受熱而溫度上昇時會膨脹。反之冷卻溫度降低時會收縮。材料的溫度上昇1˚C時,其長度的增加率稱為: (A)體膨脹係數 (B)面膨脹係數 (C)線膨脹係數 (D)長度膨脹係數
【評論內容】
所謂體膨脹係數是指:
無論物質是哪種(固體、液體或氣體)形態的變化,都稱之為體膨脹。當物體温度改變1攝氏度時,其體積的變化和它在0℃時體積之比,叫做“體積膨脹係數”,或稱“體脹係數”,符號用α表示。
所謂面膨脹係數是指:
溫度增高時,面積增加量的百分比會和溫差成正比。
【評論主題】22. 一英制馬力之功率相當於下列何者? (A)0.746kw (B)75kg-m/sec (C)3300ft-lb/sec(D)1.46ps
【評論內容】
馬力(英語:horsepower,hp),俗稱匹,是一個古老的功率單位。馬力的定義有很多種,現今常用的兩種馬力為英制馬力和公制馬力,英制馬力等於33,000英尺·磅力/分,約為745.7W,公制馬力等於75千克力·公尺/秒,約為735.5W。
【評論主題】45. 1牛頓的力作用在質量1公斤的物體上,其速度會產生何種變化? (A)1公尺/秒2的加速運動 (B)1公尺/秒的等速運動 (C)0.5公尺/秒2的加速運動 (D)0.5公尺/秒的等速運動
【評論內容】
牛頓是一個國際單位制導出單位,它是由kg·m·s-2的國際單位制基本單位導出。1牛頓等於要使質量1千克物體的加速度為1 m/s2時,所需要的力。利用因次分析,因為 F=ma (Force(力) = Mass (質量)x Acceleration(加速度)), 將質量及加速度的單位相乘,即可得到牛頓和基本單位之間的關係。
【評論主題】48. 下圖為內燃機燃燒過程,哪一階段是控制燃燒期(Controlcombustion,period)? (A)由A至B點 (B)由B至C點 (C)由C至D點 (D)由D至E點
【評論內容】
(A)由A至B點
點火延遲期(B)由B至C點
爆發燃燒期(C)由C至D點
控制燃燒期(D)由D至E點
後燃期
【評論主題】35. 質量150 g的棒球以速率等於30 m/s投向打擊者,打擊後球以速率為40 m/s沿相反方向運動,則此時朝反方向飛的棒球動量之變化為多少? (A)10.5 kg-m/s (B)11.5 kg-
【評論內容】
(1)動量(P) = 質量(m) x 速度(V)
動量表示一個物體的運動狀態,也可以表示運動中物體慣性的大小,其性質如靜止物體的質量決定其慣性大小一樣。也就是運動中的物體,其動量越大(質量越大或者速度越高),則其運動慣性越大,要改變其運動狀態(如停止)越困難。
(2)動能(Ek) = 1/2 x 質量(m) x 速度平方(V2)
動能為儲存於物體內的一種能量(機械能),此機械能提供物體運動所需的能量。因為動能是一種能量,所以可以再轉換成其他的能量,例如位能、電能等。
(3)動量較大者,其動能不ㄧ定會比較大,例如:
甲:質量=1(kg)、速度=1(m/s)、動量=1(kg.m/s)、動能=0.5(J)
乙:質量=1.5(kg)、速度=0.8(m/s)、動量=1.2(kg.m/s)、動能=0.48(J)
這個例子中,乙的動量大於甲,而乙的動能卻比甲小。
但是對同一個物體而言(質量固定),動量越大則動能也越大。
P = mv , 150g = 0.15kg
動量變化為前後兩狀態F的相加
P1 = 0.15 * 30 = 4.5kg-m/s
P2 = 0.15 * 40 = 6kg-m/s
P = P1 + P2 = 4.5 + 6 = 10.5kg-m/s
【評論主題】34. 一起重機在5秒內,以等速上升舉起一重100 N的物體上升10 m,則此起重機所耗的功率為多少? (A)100 W (B)150 W (C)200 W (D)250 W
【評論內容】
5秒上升10M,一秒上升2M
F = 100 * 2 = 200W
【評論主題】31. 某軸承由靜止開始以0.5 rad/s2之角加速度旋轉,若該軸之半徑為2 cm,試求於2秒後軸之周緣上任一點的切線加速度? (A)0.5 cm/s2(B)1 cm/s2(C)2 cm/s2(D)
【評論內容】
V = r * w = 2 * 0.5 = 1
【評論主題】30. 有一直徑為254 mm的砂輪,轉速為1000 rpm,則其切線速度為何? (A)12.3 m/s(B)13.3 m/s (C)14.3 m/s (D)15.3 m/s
【評論內容】
1000rpm = 16.67圈/s = 0.06s/圈
速度為每秒跑了多長距離,以周長下去求切線速度
圓周長 = 2*3.14*r = 2*3.14*0.127 = 0.8
切線速度 = 0.8/0.06 = 13.3m/s
【評論主題】29. 有一半徑為100 mm的砂輪,轉速為1000 rpm,則其切線速度為何? (A)9.47 m/s(B)10.47 m/s (C)11.47 m/s (D)12.47 m/s
【評論內容】
用圓周的觀點下去解題,
每秒跑多少m的圓周速度為切線速度,
轉速1000圈/每分鐘 = 16.6666667圈/每秒
利用圓周公式得 2*3.14*0.1*16.6666667 = 10.47m/s
【評論主題】23. 對材料的伸長率和斷面縮率而言,其數值大者表示受外力時,在不破壞的範圍內變形的能力較大。用以表示材料的: (A)強度 (B)延性 (C)韌性 (D)變形能力
【評論內容】
(B)延性
延展性(英語:Ductility and Malleability),是物質的一種機械性質,表示材料在受力而產生斷裂(fracture)之前,其塑性變形的能力。延展性是由延性、展性兩個概念相近的機械性質合稱。常見金屬及許多合金均有延展性。
在材料科學中,延性(Ductility)是材料受到拉伸應力(tensile stress)變形時,特別被注目的材料能力。延性它主要表現在材料被拉伸成線條狀時。展性(Malleability)是另外一個較相似的概念,但它表示為材料受到壓縮應力(compressive stress)變形,而不破裂的能力。展性主要表現在材料受到鍛造或軋製成薄板時。延性和展性兩者間並不總是相關,如黃金具有良好的延性和展性,但鉛僅僅有良好的展性而已[1]。然而,通常上因這兩個性質概念相近,常被稱為延展性。
(C)韌性
韌性是指當承受應力時對折斷的抵抗,其定義為材料在破裂前所能吸收的能量與體積的比值。
【評論主題】22. 荷重超過一定限度時,荷重及伸長量之曲線不再依虎克定律而變化,此限度為: (A)比例限 (B)彈性限 (C)降伏限 (D)荷重限
【評論內容】
(A)比例限
物體承受負載時,應力和應變隨著負載增加而增加,在某個特定值以下,其應力和應變成線性關係,而超過此特定值後,應力和應變成非線性關係,此特定值稱之為該材料之比例限。
(B)彈性限
當一材料之試樣受到一定負載作用時,會產生應變。若當負載卸去時,應變亦消失,此種材料之性質乃稱為彈性。當負載被卸去時,可使彈性材料內的應變完全消失的最大應力值,稱為該材料之彈性限度。當一個物體因所受之負載而產生之應力小於彈性限度,則當負載除去後,該物體不會產生永久變形(permanent deformation)或塑性變形(plastic deformation)。
(C)降伏點
降伏點強度,即降伏強度,降伏應力,或稱強韌度,在機械與材料科學的定義是有延展性的材料受力在彈性限度以上時產生應力應變比值反覆變化的情形,再稍微增加受力後就會產生破斷的應力值。當一材料受力時,其應力應變比值呈直線狀態之最高應力值稱為彈性限度,彈性限度以下,材料之變形屬於彈性變形,在負載卸除之後,材料會回復到原來的形狀;若受力持續加大,應力值增加而超過降伏點強度,則此時材料會產生塑性變形,當負載卸除後,材料將無法回復到原來的形狀,呈現永久變形。
【評論主題】15. 由圖5所示,此系統之冷凍能力為50KW,則其性能係數為何? (A)1.72 (B)2.72 (C)3.72 (D)4.72
【評論內容】
冷凍循環之性能係數ε(C.O.P) = 冷凍循環之冷凍效果/壓縮熱
ε= r / AWc
r :冷凍效果
單位質量冷媒流過蒸發器所吸收之熱量,一般以r為代號,單位為kcal/kg或BTU/lb或KJ/kg 。若進入蒸發器前之冷媒焓熱量為i1,流出蒸發器之冷媒焓熱量為i2,則冷凍效果, r =i2 - i1
AWc :理論上壓縮機所需之壓縮熱為:AWc=i3-i2 (kcal/kg)
i3:理論上壓縮機出口冷媒之焓
i2:理論上壓縮機入口冷媒之焓
冷凍循環之性能係數ε(C.O.P)
【評論主題】11. 有關材料的硬度試驗,下列何者採用標準鋼球做為壓痕器(penetrator)? (A)Brinell試驗(B)Rockwell試驗 (C)Vickers試驗 (D)Shore試驗
【評論內容】
(A)Brinell試驗
布氏硬度試驗一般採用直徑10毫米的球形鋼壓頭,用一定的負荷(試驗力)壓入被測材料表面。常見的試驗力可高達3,000千克力(29千牛頓);對於軟的材料則可用較小的負荷。如果試驗材料很硬,則以碳化鎢球壓頭代替鋼壓頭。保持負荷一定時間後,卸除試驗力,測量材料表面留下的壓痕之直徑。(B)Rockwell試驗
使用初始試驗力F0將壓頭垂直壓入試樣表面,然後施加主試驗力,使用總試驗力F0+F1壓入並保持一段時間後,撤除主試驗力,保持初始試驗力。施加主試驗力後與施加主試驗力前壓痕深度的差值與材料的洛氏硬度值有著線性關係,在洛氏硬度標尺上每2微米壓痕深度差值代表一個洛氏硬度刻度。(C)Vickers試驗
維氏硬度試驗使用正四稜錐形的金剛石壓頭,其相對面夾角為136°。由於其硬度極高,金剛石壓頭可以用於壓入幾乎所有材料,而且稜錐的形狀使得壓痕和壓頭本身的大小無關。將壓頭用一定的負荷(試驗力)壓入被測材料表面。保持負荷一定時間後,卸除負荷,測量材料表面的方形壓痕之對角線長度。對相互垂直的二對角線長度(l1和l2)取其算術平均值。(D)Shore試驗
Shore 硬度試驗為動力荷重之硬度是把一定重量的小錘(尖端裝有小的金鋼石 diamond)掛在垂直玻璃管管內一定的高度,自此高度使小錘自由落下打擊試驗片。當小錘打擊試驗片時,試驗片表面會產生很小的凹痕。這時小錘的一部分能量會消耗在試驗片的變形。而剩餘的能量會使小錘反跳到某一高度。因為試驗片的硬度不同,小錘的反跳高度也不同。所以可以用小錘的反跳高度來表示 Shore 硬度,通常用 Hs 記號表示之。
【評論主題】27. 一平面磚牆內表面保持40℃,外表面則為20℃ ,若此磚牆之厚度250mm,導熱度為0.52W/mK,則單位壁面積之熱傳遞率為多少W/m2? (A)39.6 (B)41.6 (C)44.2 (D
【評論內容】
ANS:0.52*(40-20)/(250/1000)=41.6
【評論主題】26. 某鍋爐實際蒸發量210kg,燃料發熱量為185000kcal,h2=662kcal/kg,h1=22kcal/kg,則鍋爐效率為多少%? (A)69.12(B)72.65 (C)74.41 (
【評論內容】
Q1:(鍋爐內供氣總焓 - 鍋爐內給水總焓)* 蒸發量
Q2:燃料發熱量放熱總焓
鍋爐的熱效率 =Q1/Q2
hi = h2 - h1 = 662 - 22 = 640
Q1 = hi * 210 = 640 * 210 = 134400
Q2 = 185000
則熱效率為 Q1/Q2 = 134400 / 185000 = 0.7265
【評論主題】25. 設鍋爐每小時蒸汽吸收總熱量為12500000Btu/hr,給水焓h1=210Btu/1b ,給氣焓h2=2150Btu/1b,則蒸發量應為多少lb/hr? (A)5297(B)7421 (C)
【評論內容】
(給氣焓 - 給水焓)* 蒸發量 = 蒸汽吸收總熱量
(2150 - 210)* X = 12500000
X = 12500000 / 1940 = 6443
【評論主題】20. 一厚度為10mm之軟鋼水槽內裝有80℃ 的水,其外界空氣溫度為20℃ 。若軟鋼之導熱度為50W/mK,內側與外側之熱對流係數分別為2800及11W/m2K。則單位水槽面積(m2)之熱損失率應為
【評論內容】
R = (1/2800)+(0.01/50)+(1/11) = 0.0916
q = (80-20)/0.0916 = 655 W = 0.655 KW
【評論主題】38. 下列有關絕對壓力、大氣壓力、真空度與錶壓力間之關係何者正確? (A)真空度=大氣壓力-絕對壓力 (B)真空度=絕對壓力-大氣壓力 (C)絕對壓力=大氣壓力-錶壓力(D)絕對壓力=錶壓力-大氣壓
【評論內容】
真空度 = 大氣壓力 - 絕對壓力
絕對壓力 = 大氣壓力 + 錶壓力
【評論主題】20. 理想氣體之壓力容積或絕對溫度發生變化時,其變化之情形合於查理定律與何定律?(A)絕對溫度定律 (B)熱力學第一定律 (C)熱力學第零定律 (D)波義耳定律
【評論內容】
絕對溫度:
物理學上將水的液態、固態、氣態三相共存時的溫度,稱為「三相點」,定義為273.16K,溫度間格與攝氏溫標相同,所定出的溫度稱為「絕對溫度」。
熱力學第一定律:
熱力學第一定律(the first law of thermodynamics)就是不同形式的能量在傳遞與轉換過程中守恆的定律,表達式為△U=Q+W。
熱力學第零定律:
又稱熱平衡定律,是一個關於互相接觸的物體於熱平衡時的描述,並為溫度提供了理論基礎。最常用的定律表述是:若兩個熱力學系統均與第三個系統處於熱平衡狀態,此兩個系統也必互相處於熱平衡。
波義耳定律:
在定量定溫下,理想氣體的體積與氣體的壓力成反比。
查理定律:
當壓力不變時,理想氣體的體積和溫度成正比,即溫度每升高(或降低)1°C,其體積也隨之增加(或減少)。
【評論主題】15. 有關彈性係數是表示材料受到比例限以內的荷重時,在材料內部所產生的? (A)荷重和截面積的比值 (B)應變和應力的比值 (C)應力和應變的比值 (D)截面積和荷重的比值
【評論內容】
彈性係數
從張力試驗(tenictest)所得的應力-應變圖(stress-straindiagram),如圖13-4所示,可知材料在比例限度(proportionallimit)內呈直線變化--OP線段,即在此範圍內,應力(σ)與應變(ε)恆成正比例。此一關係稱為虎克定律(Hooke'slaw)
將虎克定律以數學式表示,即
σ=Eε [公式13一3]
式中,比例常數(E)稱為彈性係數(moduluSofelastcity),或稱
楊氏係數(Young'smodulus
【評論主題】1. 下列有關波義爾定律(Boyles Low)之敘述,何者正確? (A)假設溫度不定 (B)容積與絕對壓力成正比 (C)絕對壓力與容積之乘積恆等於一常數 (D)溫度與絕對壓力成正比
【評論內容】
這裡
V 表示氣體的體積p 表示壓力k 為一正常數這個公式又可以繼續推導,理想氣體的體積與壓力的乘積成為一定的常數。
{displaystyle pV=k,}