高考申論題
112年
[汽車工程] 汽車動力機
第 一 題
一、四行程內燃機引擎的熱力學循環在運用上主要有Otto循環、Diesel循環、Atkinson循環等，請繪出Otto循環、理想Diesel循環、Atkinson循環其各自的壓力體積P-V圖。（20分）
📝 此題為申論題
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作答時應先在腦海中勾勒各循環的核心差異：Otto為等容加熱、Diesel為等壓加熱，而Atkinson則強調膨脹比大於壓縮比（或等壓散熱）。在P-V圖繪製上，必須明確標示出各狀態點（1, 2, 3, 4）以及熱力學過程特徵（可逆絕熱、等容、等壓），並輔以各行程的物理機制與參數定義說明，以展現嚴謹的學理基礎。
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【破題】 內燃機熱力學循環之 P-V 圖，是以汽缸內絕對壓力 P（單位：kPa 或 bar）為縱軸、汽缸內容積 V（單位：m³ 或 L）為橫軸，呈現工質在壓縮、加熱、膨脹與散熱四階段的狀態變化，其封閉曲線圍成的面積即為該循環輸出之淨功 (W_net)。 【論述】
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內燃機熱力循環分析
💡 掌握內燃機不同理想循環的加熱特徵與 P-V 圖變化。
| 比較維度 | Otto 循環 | VS | Diesel 循環 |
|---|---|---|---|
| 加熱過程 | 等容加熱 (V=C) | — | 等壓加熱 (P=C) |
| 點火方式 | 火花點火 (SI) | — | 壓縮點火 (CI) |
| 常用工質 | 油氣混合氣 | — | 純空氣 (後噴油) |
| 熱效率因子 | 壓縮比 | — | 壓縮比與截斷比 |
💬兩者核心差異在於加熱階段的物理條件（等容 vs 等壓），直接影響其 P-V 圖形狀與熱效率公式。
