高考申論題
110年
[機械工程] 熱力學
第 三 題
📖 題組：
二、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： (一)平均有效壓力（5 分） (二)循環最高溫度（5 分） (三)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。
二、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： (一)平均有效壓力（5 分） (二)循環最高溫度（5 分） (三)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。
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (三)
(三)輸出功率（10 分）
思路引導 VIP
輸出功率的計算與引擎轉速及衝程數有關。
- 四衝程引擎每轉兩圈（2轉）完成一個熱力循環。
小題 (一)
(一)平均有效壓力（5 分）
思路引導 VIP
平均有效壓力 (MEP) 的定義是：每循環淨功 (W_net) / 排氣量 (V_d)。 解題邏輯：
小題 (二)
(二)循環最高溫度（5 分）
思路引導 VIP
循環最高溫度出現在等容加熱過程的結束，即狀態 3 (T3)。
- 先求壓縮結束的溫度 T2。等熵壓縮過程關係式：T2 / T1 = (v1 / v2)^(k-1) = r^(k-1)。