普考申論題
112年
[化學工程] 化工機械概要
第 一 題
📖 題組:
三、(一)請寫出一般熱傳的驅動力(5分)與熱傳導的傅立葉定律。(5分) (二)有一材料相同的平板耐火磚緊密黏合,兩端溫度分別為1200℃與50℃,A片厚度5公分,B片厚度12公分,求A、B二片耐火磚介面溫度為何?(10分)
三、(一)請寫出一般熱傳的驅動力(5分)與熱傳導的傅立葉定律。(5分) (二)有一材料相同的平板耐火磚緊密黏合,兩端溫度分別為1200℃與50℃,A片厚度5公分,B片厚度12公分,求A、B二片耐火磚介面溫度為何?(10分)
📝 此題為申論題,共 2 小題
小題 (一)
請寫出一般熱傳的驅動力(5分)與熱傳導的傅立葉定律。(5分)
思路引導 VIP
解題核心在於明確指出熱傳的根本原因與基本物理定律。先點出「溫度差」是所有熱傳機制(傳導、對流、輻射)的唯一驅動力;接著寫出傅立葉定律公式 q_x = -k A (dT/dx),並依序解釋變數定義、負號的物理意義(高溫流向低溫),最後可略提其實務應用以展現工程專業度。
小題 (二)
有一材料相同的平板耐火磚緊密黏合,兩端溫度分別為1200℃與50℃,A片厚度5公分,B片厚度12公分,求A、B二片耐火磚介面溫度為何?(10分)
思路引導 VIP
看到此題,應立即聯想到「一維穩態熱傳導」的概念。解題關鍵在於理解串聯平板中,各層的熱傳速率皆相等。代入傅立葉定律後,由於材料及面積相同,熱傳導係數與截面積可消去,直接利用溫度差與厚度成正比的數學關係即可解出介面溫度。