99年 - 99 二技統測_化工類_專業科目(二)：單元操作#144006

1. 用 SI 制來表示力的物理量，其單位應為下列何者？
(A) kg．m / s (B) kg．m / s²
(C) kg．m² / s (D) kg．m² / s²

2. 若以 H、L、t 及 T 分別代表熱量、長度、時間及溫度之因次，則熱傳係數
( Heat transfer coefficient ) 應表示為？

(A) HL^-1 t^-1 T^-1 (B) HL^-2 t^-1 T^-1

(C) HL^-1 t^-2 T^-1 (D) HL^-1 t ^-1T^-2

4. 某流體之黏度為 4 厘泊 ( cP )，密度為 0.8 g / cm³，則其動黏度為何？
(A) 0.05 cm² / s (B) 0.5 cm² / s
(C) 5.0 cm² / s (D) 50.0 cm² / s

5. 所謂牛頓流體 ( Newtonian fluid ) 是指：
(A) 流體剪切應力 ( Shear stress ) 與速度成正比
(B) 流體剪切應力與速度梯度 ( Velocity gradient ) 成正比
(C) 流體剪切應力與速度平方成正比
(D) 流體剪切應力與速度成反比

6. 一不可壓縮牛頓流體在水平圓管內以層流流動，如在完全展開流動 ( Fully developed flow )
情況下，最大速度為平均速度的多少倍？
(A) 倍 (B) 倍 (C) 倍 (D) 2 倍

7. 欲使過濾順暢並得到良好的過濾效果，壓濾機操作時最適宜的過濾方式為：
(A) 恆速 (B) 恆壓 (C) 先恆速再恆壓 (D) 先恆壓再恆速

8. 相較於固體，以下何者為流體在流動時所獨有的物理性質？
(A) 黏度 (B) 密度 (C) 熱傳導係數 (D) 比熱

9. 以 McCabe - Thiele 法計算二成分精餾時，若進料線之斜率為零，則進料為：
(A) 過冷液體 ( 低於沸點之液體 ) (B) 飽和蒸氣
(C) 部分蒸氣，部分液體 (D) 飽和液體 ( 在沸點之液體 )

10.A 與 B 兩圓柱型水槽高均為 5 m，A 槽直徑為 B 槽直徑 2 倍，當儲滿水時，槽底壓力
分別為 P_A 與 P_B，則：
(A) P_A = 2 P_B (B) P_A = 4 P_B
(C) P_B = 2 PA (D) P_A = P_B

11.圖(一)為四效蒸發器，其進料方式為何？
(A) 前向進料 ( Forward feed )
(B) 反向進料 ( Backward feed )
(C) 混合進料 ( Mixed feed )
(D) 並列進料 ( Parallel feed )

12.下列何者不等於一大氣壓 ( atm ) 之表示方式？
(A) 1.01325 × 10⁵ N / m² (B) 29.92 in Hg ( 汞柱高 )
(C) 14.696 lb_f / in² ( psi ) (D) 10.33 ft H₂O ( 水柱高 )

13.太陽能之能量轉換傳熱機構為何？
(A) 傳導 (B) 輻射 (C) 對流 (D) 擴散

14.減積設備中之壓碎機 ( Crushers ) 主要功能為何？
(A) 大量粗粒固體減積的慢速機器
(B) 中級顆粒的減積機器
(C) 用來產生平均顆粒大小在 1 至 20  m 商用粉末的機器
(D) 能切削具有黏彈性進料的機器

15.流體之密度為 ρ黏度為μ ，以質量流率 ( Mass flow rate ) \( \dot{m} \)流經內直徑為 D 之圓形管，
其雷諾數 ( Reynolds number ) 應表示為：
(A)\[ \frac{\dot{m}}{2D\mu} \] (B)\[ \frac{\pi \dot{m}}{4D\mu} \] (C) \[ \frac{\dot{m}}{D\mu} \](D)
\[ \frac{4\dot{m}}{\pi D\mu} \]

16.在半無限大固體 ( Semi - infinite solid ) 非穩定態熱傳導 ( Unsteady state heat conduction ) 時，其每單位面積輸送的總熱量\[ \frac{Q_T}{A} \]與所經過的時間 tT 成何種比例關係？

(A) \[ \frac{Q_I}{A} \propto t_T^{\frac{1}{2}} \](B)\[ \frac{Q_T}{A} \propto t_T \](C) \[ \frac{Q_T}{A} \propto t_T^{\frac{3}{2}} \] (D) \[ \frac{Q_T}{A} \propto t_T^2 \]

17.輸送液體時，可作為計量泵 ( Metering pump ) 的密合良好且流量為穩定之流體輸送裝置
為何？
(A) 迴轉泵 (B) 往復泵 (C) 離心泵 (D) 風扇

18.在離心泵吸水端之管線末端，除了裝底閥防止雜物進入外，應再加裝哪一種管件，即可
自動防止液體倒流且避免每次重新注水 (Priming ) 啟動？
(A) 閘閥 ( Gate valves ) (B) 球閥 ( Globe valves )
(C) 角閥 ( Angle valves ) (D) 止回閥 ( Check valves )

19.有關輻射熱傳送之敘述下列何者錯誤？
(A) 能吸收所有照射其表面之輻射能的物體稱為黑體 ( Black body )
(B) 對所有波長的單波放射率都相同的物體稱為灰體 ( Gray body )
(C) 黑體的總放射能與其絕對溫度的四次方成正比
(D) 不透明 ( Opaque ) 固體之穿透率為 1

20.下列對於凝結 ( Condensation ) 之敘述，何者正確？
(A) 滴狀凝結的熱傳係數較薄膜凝結大
(B) 薄膜凝結的熱傳係數較滴狀凝結大
(C) 滴狀凝結較易在被冷凝液沾濕的冷傳熱表面上形成
(D) 薄膜凝結較易在有沾污不被冷凝液沾濕的冷傳熱表面上形成

21.下列有關雙套管熱交換器 ( Double - pipe heat exchanger ) 敘述，何者錯誤？
(A) 與所有種類熱交換器比較，其裝置的單位體積之傳熱面積為最大
(B) 冷熱流體安排為逆流時，其冷流體之出口溫度有可能大於熱流體之出口溫度
(C) 冷熱流體安排為同向時，其可快速使熱流體之溫度下降
(D) 其整段熱交換器之有效溫度差為對數平均溫度差 ( LMTD )

22.對食品及熱敏感性高黏度液體，為增加液體的熱傳效能，在熱交換器內管的內表面裝設
可旋轉刀片以刮淨表面之裝置，此熱交換器稱為：
(A) 殼管式熱交換器 ( Shell and tube heat exchanger )
(B) 板式熱交換器 ( Plate - type heat exchanger )
(C) 螺旋管式熱交換器 ( Coil - tube heat exchanger )
(D) 刮面式熱交換器 ( Scraped - surface heat exchanger )

23. 在圓形管中全展流時，層流之速度分佈為\[ u(r) = u_{\max} \left[ 1 - \left( \frac{r}{R} \right)^2 \right] \]， R 為圓管之內半徑，其 平 均 速 度 為\[ \bar{V} = \frac{1}{2} u_{\text{max}} \]， 其 動 量 校 正 因 數 ( Momentum correction factor ) 為\[ \beta = \frac{1}{S} \int_{S} \left( \frac{u}{V} \right)^2 ds \]，其值應為何？
(A) \( \frac{1}{2} \)(B)\[ \frac{3}{4} \](C) 1 (D)\[ \frac{4}{3} \]

24.對於流體在圓管內流動之范寧摩擦係數 ( Fanning friction factor ) f 的敘述，下列何者為
錯誤？

(A) 在層流時，其\(f = \frac{16}{\text{Re}}\)
(B) 在亂流時其 f 不但為 Re 的函數，亦為管子之相對粗糙度\[ \frac{k}{D} \]的函數

(C) 在亂流時 f 隨 Re 之增大而變大
(D) 在亂流時 f 隨 Re 之增大而變小

25.離心泵 ( Centrifugal pump ) 可利用類似定律 ( Affinity laws ) 來修改適用的揚程與操作容量，如固定輪葉之大小，其所需動力 P ( Power ) 與轉速 n 之關係為何？
(A) \(P \propto n\)(B)\(P \propto n^2\)(C) \(P \propto n^3\)(D)\(P \propto n^4\)

26.雙套管熱交換器 ( Double - pipe heat exchanger ) 之內管由銅管構成 ( 外直徑為 0.750 in ，內直徑為 0.620 in )，若管外側流體之熱傳係數 ho = 800 Btu / ft ²．h． F°，管內側流體
熱傳係數 hi = 200 Btu / ft²．h． F，銅管壁之熱阻可忽略，則其 U_o ( 以內管外壁為基準的
總括熱傳係數 ) 應為多少 Btu / ft ²．h． F？
(A) 100 (B) 137 (C) 200 (D) 800

27.在攪拌時 P 為驅動輪葉所需之動力，n 為轉速，Da 為輪葉之直徑，而ρ 為攪拌液體之密度，下列之關係式何者正確？
(A) \(P \propto n^2Da^3\rho\) (B) \( P \propto n^2 Da^4 \rho \)
(C) \( P \propto n^3 Da^4 \rho \) (D) \(P \propto n^3 Da^5 \rho\)

28.在落球黏度測定法中，使用一直徑 2 mm 的圓球 ( 密度 3.3 g / cm³ ) 在密度為 1.5 g / cm³、黏度為 4.9 poise 的液體中沈降，請問當圓球達終端速度後沈降 40 cm 需多少時間 ( s )？
(A) 20 s (B) 30 s (C) 50 s (D) 60 s

29.有一黑體在 400 K 時之輻射強度為 10 kW / m2，當此黑體輻射強度為 160 kW / m2 時，
溫度是多少 K？
(A) 800 (B) 1600 (C) 4000 (D) 6400

30.採用一單效蒸發器可將進料流率為 100 kg / hr 之鹽溶液由濃度為 5 w t % ( 重量百分比 )
增濃至 25 w t %，如此蒸發器所使用之加熱水蒸氣流率為 100 kg / hr。請問此蒸發器之
經濟效益 ( Economy ) 為何？
(A) 0.6 (B) 0.7 (C) 0.8 (D) 0.9

31.某不可壓縮牛頓流體以 10 cm / s 之平均速度在穩定狀態下流經一水平管，已知管內直徑
為 4 cm，流體密度為 0.8 g / cm³，黏度為 2.0 poise，則 10 m 管長之壓力降為多少 kPa？( 假設流體流動為完全展開 )
(A) 3 (B) 4 (C) 5 (D) 6

32.一連續式精餾塔每小時分離 1000 kg 的苯 - 甲苯混合物，進料中苯的質量分率為 0.6，
而餾出物苯的質量分率為 0.96；餾餘物中甲苯的質量分率為 0.94，回流比為 2.5。試求
每小時塔底餾餘物的 kg 數？
(A) 360 (B) 400 (C) 600 (D) 640

33.有一木板傳熱面積為 1 m²，厚度 5 cm，當木板兩面溫度分別為 30℃ 與 50 ℃ 且達穩定狀態時，熱傳速率為 200 W。請問此木板之熱傳導係數為何？(A) 0.05 W / m °C (B) 0.5 W / m°C(C) 1.0 W / m°C (D) 2.0 W / m°C

34.一環狀套管，若其內管外直徑為 10 cm，外管之內直徑為 5 cm，則環狀套管之水力半徑
( Hydraulic radius ) r_H 為多少 cm？【水力半徑 r_H = 通道的橫斷面積 / 該通道沾濕周長】
(A) 1.25 (B) 2.5 (C) 5.0 (D) 7.5

35.將一體積為 1000 cm ³ 之立方體研磨成體積為 1 cm³ 之小立方體，如總體積不變情況下，
則研磨後之小立方體的總表面積為何？
(A) 60 cm² (B) 600 cm²(C) 6000 cm² (D) 60000 cm²

37.續上題，廢氣放熱為若干 kJ / hr？
(A) 3000 (B) 6000 (C) 9000 (D) 12000

38.密度為 0.9 g / cm³，黏度為 2.0 泊 ( poise ) 之油，水平流經內直徑 0.2 m，長為 10 m 之
鋼管，當其平均速度為 10 cm / s 時，其雷諾數 Re ( Reynolds number ) 為何？
(A) 90 (B) 900 (C) 9000 (D) 90000

39.某密度為 1.0 g / cm³ 之流體在定溫下，以平均速度 2 cm / s 流經一截面積為 5 cm² 之水平圓管，壓力為 P₁ = 20 Pa ，然後再流入一截面積為 1 cm ² 之水平圓管，壓力為 P₂。假設無摩擦損失，則 P₂ 為多少 Pa？
(A) 4.8 (B) 9.6 (C) 15.2 (D) 24.8

40.將皮托管 ( Pitot tube ) 置於導管之某處，用以測量 15℃水 ( 其密度可視為 1000 kg / m³ )的流速，皮托管的放洩係數為 1，當壓力差相當於同溫度下 0.204 m 水柱高時，該測量點的水流速為多少 m / s？
(A) 1.0 (B) 1.5 (C) 2.0 (D) 2.5