113 年 國立清華大學動力機械工程學系碩士班甲組《科技英文》

本題考查英文的詞性與單複數概念，以及對化學名詞的理解。
題目中 "Carbon dioxide is a ____ of carbon and oxygen." 意為「二氧化碳是碳和氧的一種____」。
"a" 是單數不定冠詞，表示後面要接單數名詞。
"carbon dioxide" (二氧化碳) 是由 "carbon" (碳) 和 "oxygen" (氧) 組成的化合物。
選項分析：
(A) compound: 意為「化合物」，是單數名詞，符合語意和文法。

核心觀念

1. 句子主幹結構辨識（Subject-Verb Agreement）：在單一獨立子句中，若無對等連接詞或從屬連接詞，只能有一個主要動詞（Finite Verb）。
2. 關係子句的簡化（Reduced Relative Clause）與分詞片語後位修飾：
   • 先行詞與動詞為主動關係：簡化為現在分詞（$V\text{-ing}$）。
   • 先行詞與動詞為被動關係：簡化為過去分詞（$V\text{-ed} / p.p.$），動作執行者前需搭配介系詞 by。

解題方法

1. 拆解句子成分，找出主幹：
   • 主詞（Subject）：The new machine（這台新機器）
   • 主要動詞（Main Verb）：attracted（吸引了）
   • 受詞（Object）：many possible sponsors（許多潛在贊助商）
2. 分析空格功能：
   句中已有主要動詞 attracted，且前後並無連接詞，因此空格處與後方的 the engineers 必然是作為後位修飾語，用來修飾前方的主詞 The new machine。
3. 判斷語態與關係子句還原：
   • 原形容詞子句還原：
     $\text{The new machine } [\textbf{which was produced by } \text{the engineers}] \text{ attracted many possible sponsors.}$
   • 簡化規則：省略關係代名詞 which 與 be 動詞 was，保留過去分詞片語作為後位修飾：
     $\text{The new machine } [\textbf{produced by } \text{the engineers}] \text{ attracted many possible sponsors.}$
   • 「機器」與「製造（produce）」之間為被動關係（機器被工程師製造），故必須使用過去分詞 produced 搭配引導動作執行者的介系詞 by。

本題考查英文的動詞時態與主詞一致性。
題目 "The development of new technologies ____ challenging." 意為「新技術的發展____具挑戰性。」
此句的主詞是 "The development"，這是單數名詞。
"of new technologies" 是介系詞片語，用來修飾 "development"，不影響主詞的單複數判斷。
因此，動詞需要是單數形式。
選項分析：
(A) remain: 動詞原形，用於複數主詞或第一人稱單數主詞。不符。

本題考查英文的句型結構與主詞動詞一致性。
題目 "Each of the members ____ been selected by election." 意為「每一位成員____被選舉出來。」
在此句中，主詞是 "Each"。 "Each" 是一個不定代名詞，永遠視為單數。
"of the members" 是介系詞片語，用來補充說明 "Each"，不影響主詞的單複數判斷。
因此，後面的動詞必須是單數形式。
句子的結構是「主詞 + 動詞 + 過去分詞 (been selected)」，這是一個被動語態。
因此，空格處需要填入助動詞 "be" 的適當單數形式。
選項分析：
(A) have: 助動詞，用於複數主詞或第一人稱單數主詞，表示現在完成式。

本題考查英文的時間介詞使用。
題目 "The submitted paper was published ____ November 2023." 意為「提交的論文於____ 2023年11月發表。」
在英文中，表示月份或月份加年份時，通常使用介詞 "in"。
選項分析：
(A) at: 通常用於較精確的時間點，如 "at 3 PM" 或 "at noon"。
(B) of: 通常不直接用於月份前表示時間。

本題考查不定詞片語表示目的。
題目 "____ solve the issues, we have previously developed a special machine." 意為「____解決這些問題，我們先前開發了一台特別的機器。」
這句話的結構是「目的子句 + , + 主要子句」。
表示目的的子句，最常見的方式是使用不定詞 "to + 動詞原形"。
選項分析：
(A) In: 介詞，表示「在...裡面」或「在...方面」。例如 "In solving the issues..." (在解決問題方面...)，但後面通常接動名詞。
(B) Of: 介詞，表示「屬於」或「關於」。例如 "Of solving the issues..." (不常見)。

本題考查動詞時態與主詞一致性。
題目 "A microscope ____ a small thing appear much larger than it is." 意為「顯微鏡____讓小東西看起來比實際大很多。」
此句的主詞是 "A microscope"，這是單數名詞。
因此，動詞需要是第三人稱單數現在式。
選項分析：
(A) make: 動詞原形，用於複數主詞或第一人稱單數主詞。不符。
(B) makes: 動詞第三人稱單數現在式。符合主詞 "A microscope" 的單數形式。

此題考查比較級的用法。
句子比較的是 "The narrower channel fabrication" 和 "the wider channel fabrication" 這兩者之間的「困難度」。
這裡比較的是兩個對象（較窄的通道製造 vs. 較寬的通道製造），所以應該使用比較級。
空格處需要填入一個形容詞或副詞的比較級形式，來描述 "fabrication" 的性質。
選項 (A) "difficult" 是形容詞原級。
選項 (B) "more difficult" 是形容詞 "difficult" 的比較級。
選項 (C) "most difficult" 是形容詞 "difficult" 的最高級。
選項 (D) "difficulty" 是名詞，表示「困難」。

此題考查詞性辨識與搭配。
句子的結構是 "The glass material has good ____"。
"good" 是形容詞，它後面通常接名詞。
空格處需要填入一個名詞，來描述玻璃材料所擁有的良好特性。
選項 (A) "stay" 是動詞或名詞，在這裡語意不合。
選項 (B) "stable" 是形容詞，語意是「穩定的」。
選項 (C) "stability" 是名詞，表示「穩定性」。
選項 (D) "static" 是形容詞，表示「靜態的」，或名詞表示「靜電」。

此題考查詞性辨識。
句子的結構是 "The ____ of the coated material was nanometer level."
"The" 後面通常接名詞。
空格處需要填入一個名詞，表示「塗層材料的什麼」是奈米級的。
選項 (A) "thick" 是形容詞，表示「厚的」。
選項 (B) "thicker" 是形容詞 "thick" 的比較級。
選項 (C) "thickest" 是形容詞 "thick" 的最高級。

核心觀念

本題考查：

1. 詞性辨識：空格需要填入名詞。
2. 主詞與動詞的數一致：analyses 為複數名詞，搭配複數動詞 were。
3. analysis 的單複數變化：
   • analysis：分析，單數名詞
   • analyses：分析，多數分析，複數名詞

句子主幹為：

The characteristic ____ of the sample were performed by the experiments.

其中 The characteristic ____ of the sample 是主詞，were performed 是被動語態的複數動詞，因此空格應填複數名詞。

解題方法

先判斷空格的詞性。

The characteristic ____ of the sample 中，characteristic 在此作形容詞，表示「特性的、特徵的」，用來修飾空格中的名詞；of the sample 則表示「樣品的」。

因此，空格應形成「樣品的特性分析」：

The characteristic analyses of the sample were performed by the experiments.

再觀察動詞 were。were 為複數形式，表示主詞必須是複數。analyses 是 analysis 的複數形，符合文法與語意。

完整句意為：

該樣品的特性分析是透過這些實驗完成的。

因此正確答案為 $(E)$ analyses。

選項分析

• (A) analyze

  analyze 是動詞原形，表示「分析」。放在 The characteristic ____ of the sample 中，無法作為被修飾的中心名詞；此外，The characteristic analyze of the sample 詞性與句意皆不通。

  錯誤。

• (B) analyzed

本題考查動詞的選擇與語意理解。
題目 "The droplet size ____ as the pressure increases." 意為「液滴的大小____隨著壓力的增加。」
這句話描述了液滴大小與壓力的關係。
選項分析：
(A) depends: 動詞，意為「依賴」、「取決於」。通常用 "depends on" 的結構。例如 "The droplet size depends on the pressure."
(B) demands: 動詞，意為「要求」、「需要」。
(C) decreases: 動詞，意為「減少」。

本題考查統計學術語的辨識。
題目 "The errors in the data were estimated using calculations of standard ____." 意為「數據中的誤差是透過標準____的計算來估計的。」
這句話描述了誤差估計的方法，通常與統計學中的標準差有關。
選項分析：
(A) delivery: 名詞，意為「遞送」、「交付」。
(B) demonstration: 名詞，意為「演示」、「證明」。

此題考查形容詞的選擇，需符合語意。
句子的結構是 "The target molecule was damaged by ____ measurement methods."
這裡描述了測量方法對目標分子造成的影響。
選項 (A) "incentive" (刺激，獎勵)，語意不合。
選項 (B) "inventive" (有創造力的)，語意不合。
選項 (C) "instinctive" (本能的)，語意不合。

題意翻譯

在水沸騰的過程中會發生相態轉換（相變）。

核心觀念

本題測驗「理工專業領域的固定名詞搭配（Collocation）」以及「以字首 trans-（穿過、跨越、轉變）為首的同字根混淆單字辨析」。
在工程熱力學（Engineering Thermodynamics）與物理化學中，物質由一種相態轉變為另一種相態（例如水在定壓下受熱，由液相轉變為氣相）的物理現象，標準專有名詞稱為 phase transition（或 phase change，相變 / 相轉移 / 相態轉換）。

解題方法

1. 分析物理情境：
   題幹敘述提到 during the boiling of the water（水沸騰期間），水沸騰是典型的由「液態（liquid phase）」轉變為「氣態（vapor/gas phase）」之吸熱物理變化過程。
2. 鎖定專業術語搭配：
   空格前已有名詞 Phase（相／相態），空格需填入名詞構成複合名詞（Compound Noun）作為主詞。在理工專業英文中，表示「相態改變」的專有名詞即為 phase transition。
3. 字根字首辨析：
   選項皆帶有字首 trans-（跨越、轉移），需根據各單字的詞根含意精確區分其在工程與科學脈絡中的用途。

選項分析

• (A) transition（正確）：
  名詞，字根源自 trans-（跨越）+ -it-（走），意為「過渡、轉變、轉換」。在熱力學與材料科學中，phase transition 為固定專有名詞，代表「相變／相轉移」，完全吻合水沸騰的物理過程。
• (B) transmission（錯誤）：
  名詞，字根源自 trans-（跨越）+ -mit-（送），意為「傳送、傳播、傳動、（車輛）變速箱」。常見於信號傳輸（signal transmission）、熱傳遞或機械動力傳動（power transmission），不可與 phase 搭配表示相態轉變。

此題考查科學術語的詞性。
句子的結構是 "The Carnot cycle is closely related to the second law of ____."
"the second law of" 後面需要接一個名詞，指代一個科學定律的名稱。
選項 (A) "thermal" 是形容詞，表示「熱的」。
選項 (B) "thermally" 是副詞，表示「從熱學上來說」。

此題考查形容詞的選擇，需符合語意。
句子的結構是 "The meeting had great difficulty in developing a consensus due to the ____ opinions of members."
「會議在達成共識方面遇到了很大困難」，原因是「成員們的意見...」。
為了達成共識，意見通常需要趨於一致。如果意見很不一致，就會導致困難。
選項 (A) "trivial" (瑣碎的)，意見可能是瑣碎的，但這不直接導致達成共識的困難。
選項 (B) "common" (共同的)，如果意見是共同的，那反而容易達成共識。

此題考查名詞的選擇，需符合語意。
句子的結構是 "Too much information in the presentation disturbed a better ____ of the audience."
「簡報中的過多資訊干擾了聽眾更好的...」。
過多的資訊會阻礙聽眾對內容的理解。
選項 (A) "beauty" (美麗)，語意不合。
選項 (B) "understanding" (理解)，過多的資訊會影響聽眾的理解。

本題考查名詞的語意選擇。
題目 "The energy conversion ____ was improved by the doping of different ions." 意為「能量轉換的____透過摻雜不同離子而得到改善。」
"Energy conversion" (能量轉換) 是一個與效率、性能相關的領域。
"Doping of different ions" (摻雜不同離子) 是一種常見的材料改質技術，通常用於改善材料的導電性、光學性質或催化性能，進而影響能量轉換的效率。
選項分析：

此題考查形容詞的選擇，需符合語意。
句子的結構是 "Discovered air bubbles... are ____ time capsules..."
「在南極冰中發現的、數千年前被困住的氣泡，是充滿科學家資訊的...時間膠囊。」
氣泡作為儲存古代資訊的載體，對科學家來說具有重要的價值。
選項 (A) "amiable" (友善的)，語意不合。
選項 (B) "impenetrable" (無法穿透的)，氣泡本身是氣體，但作為「時間膠囊」的特性，"impenetrable" 可以表示它保存了資訊而不易被破壞。
選項 (C) "treatable" (可處理的，可醫治的)，語意不合。
選項 (D) "valuable" (有價值的)，氣泡包含古代資訊，對科學家而言非常有價值。
選項 (E) "unreasonable" (不合理的)，語意不合。

此題考查名詞的選擇，需符合語意。
句子的結構是 "The ____ of the particles under a pressure-driven flow was recorded..."
「在壓力驅動流動下，粒子的什麼被顯微鏡和攝影機記錄下來。」
在流體力學中，粒子在流動中的運動路徑通常被稱為軌跡。
選項 (A) "director" (導演，指導者)，語意不合。
選項 (B) "perception" (感知)，語意不合。
選項 (C) "security" (安全)，語意不合。

此題考查物理學基本單位。
問題詢問「能量的單位是什麼」。
選項 (A) "W" 是瓦特 (Watt)，是功率的單位。
選項 (B) "N" 是牛頓 (Newton)，是力的單位。

此題考查電學基本公式。
問題詢問「什麼是由電流乘以電壓計算得出的」。
根據歐姆定律和功率公式：
功率 (Power) $P = V \times I$，其中 $V$ 是電壓 (Voltage)，$I$ 是電流 (Current)。
選項 (A) "Resistance" (電阻)，電阻 $R = V/I$。
選項 (B) "Power" (功率)，功率 $P = V \times I$。

本題考查化學式辨識。
題目 "Silicon carbide (chemical formula: ) is widely used as a semiconductor material." 意為「碳化矽（化學式：）被廣泛用作半導體材料。」
"Silicon carbide" 的名稱直接提示了其組成元素：Silicon (矽，元素符號 Si) 和 Carbon (碳，元素符號 C)。

此題考查能量形式的轉換。
在發電廠中，渦輪機 (turbine) 通常是由流體（如蒸汽或水）驅動旋轉。
這種流體的動能或壓力能驅動渦輪機旋轉，將其動能轉換為機械能。
然後，渦輪機帶動發電機，將機械能轉換為電能。
因此，渦輪機利用的是流體的動能 (kinetic energy)。
選項 (A) "electric" (電能)，這是最終輸出的形式，不是渦輪機直接利用的。
選項 (B) "thermal" (熱能)，熱能是蒸汽的來源，但渦輪機直接利用的是蒸汽的動能。
選項 (C) "chemical" (化學能)，例如燃料燃燒產生熱能，但不是渦輪機直接利用的。
選項 (D) "optical" (光能)，語意不合。

本題考查分詞構句與動詞型態。
題目 "Nanofluidics is the study of fluids ____ in nanochannels (channel size: 1-1000 nm)." 意為「奈流體學是研究在奈米通道（通道尺寸：1-1000 nm）中____的流體。」
此處的空格應該填入一個分詞，用來修飾 "fluids"。
"fluids" 是複數名詞。
選項分析：
(A) confine: 動詞原形，意為「限制」、「約束」。
(B) confines: 動詞第三人稱單數現在式。
(C) confined: 過去分詞，意為「被限制的」、「被約束的」。
(D) is confined: 被動語態，單數。
(E) are confined: 被動語態，複數。

Since "fluids" is plural, we need a plural form or a form that agrees with a plural subject.
The phrase "in nanochannels" indicates the location where the fluids are.

本題考查介詞與分詞的用法。
題目 "Nanofluidics is the study of fluids confined in nanochannels (channel size: 1-1000 nm) and has recently attracted much attention ____ the development of new functionalities and applications." 意為「奈流體學是研究在奈米通道（通道尺寸：1-1000 nm）中受限的流體，並且最近因新功能和應用的發展而備受關注。」

本題考查動詞的型態與主詞一致性。
題目 "For nanofluidics, precise channel fabrication and fluidic control are ." 意為「對於奈流體學而言，精確的通道製作和流體控制是。」
此句的主詞是 "precise channel fabrication and fluidic control"，這是兩個名詞並列，構成一個複數主詞。
因此，後面的動詞需要是複數形式。
選項分析：
(A) require: 動詞原形，可用於複數主詞。
(B) requires: 動詞第三人稱單數現在式。
(C) required: 過去分詞，通常用於被動語態或形容詞。
(D) need: 動詞原形，可用於複數主詞。
(E) needs: 動詞第三人稱單數現在式。

本題考查連接詞的用法。
題目 "In addition, ____ the surface-to-volume ratio of a nano-space is extremely high, the surface is its ____ feature." 意為「此外，奈米空間的表面積與體積比極高，表面是其____特徵。」
前半句 " the surface-to-volume ratio of a nano-space is extremely high" 是一個原因狀語從句或讓步狀語從句。
後半句 "the surface is its ____ feature" 是主要子句。
選項分析：

本題考查形容詞的語意選擇。
題目 "In addition, since the surface-to-volume ratio of a nano-space is extremely high, the surface is its ____ feature." 意為「此外，由於奈米空間的表面積與體積比極高，表面是其____特徵。」
"Surface-to-volume ratio" (表面積與體積比) 很高，意味著表面在整個空間中佔有很大的比例，因此表面起著主導作用。

本題考查關係代名詞子句的結構。
題目 "Therefore, the unique aspects of nano-spaces (...) can be used to realize novel functional devices ____ difficult to obtain using conventional bulk spaces." 意為「因此，奈米空間的獨特方面（小尺寸、極低體積、極高的表面積與體積比以及獨特的液體性質）可用於實現____傳統大體積空間難以獲得的新型功能器件。」
"novel functional devices" 是先行詞，後面應該接一個關係子句來修飾它。
關係子句的內容是「難以獲得」。
選項分析：

本題考查長度單位的換算。
題目 "What is equal to 1000 nm?" 意為「1000 奈米等於多少米？」
奈米 (nanometer, nm) 是長度的單位，1 奈米等於 $10^{-9}$ 米 (meter, m)。
因此，1000 奈米等於 $1000 \times 10^{-9}$ 米。
$1000 = 10^3$
所以，$1000 \text{ nm} = 10^3 \times 10^{-9} \text{ m} = 10^{3-9} \text{ m} = 10^{-6} \text{ m}$。

本題考查體積計算與單位換算。
題目 "What is the volume of the cubic with 100 nm width, 100 nm height, and 100 nm length?" 意為「一個邊長為 100 nm 的立方體的體積是多少？」
立方體的體積計算公式為：體積 = 邊長 × 邊長 × 邊長。
邊長 = 100 nm = $100 \times 10^{-9}$ m = $10^2 \times 10^{-9}$ m = $10^{-7}$ m。
體積 = $(10^{-7} \text{ m})^3 = 10^{-21} \text{ m}^3$。

題目要求以公升 (liter) 為單位。
我們知道 1 升 = 1 立方分米 ($dm^3$)。
1 dm = $10^{-1}$ m。
所以，1 $dm^3 = (10^{-1} \text{ m})^3 = 10^{-3} \text{ m}^3$。
因此，1 $m^3 = 10^3$ L。

現在將體積從 $m^3$ 換算為 L：

核心觀念

壓力定義為單位面積所承受的垂直力：

其中：

• $P$：壓力，單位為 Pa
• $F$：作用力，單位為 N
• $A$：受力面積，單位為 $\text{m}^2$

本題需先將奈米（nm）與奈牛頓（nN）換算成 SI 基本單位。

解題方法

正方形受力區域的寬與高皆為 $1000\ \text{nm}$。

因為：

所以受力面積為：

作用力為：

代入壓力公式：

而：

因此正確答案為 (D) 1 kPa。

選項分析

本題需要根據圖形和文字描述來判斷實驗中測量和控制的參數。
題目 "What parameters were measured and controlled?" 意為「哪些參數被測量和控制？」
我們需要參考圖形標題和圖形下方的文字說明。
圖形標題是 "Figure 1. Measured voltage and current value as functions of applied pressure with controlling the pressure pump."
文字說明提到：
"Measured voltage and current value as functions of applied pressure with controlling the pressure pump."
這句話清楚地表明：

1. 測量了電壓 (Voltage) 和電流 (Current)。
2. 這些測量值是作為施加壓力 (applied pressure) 的函數。
3. 壓力 (pressure) 是透過控制壓力泵 (controlling the pressure pump) 來進行的。
   因此，壓力是控制的變量，而電壓和電流是被測量的因變量。

本題需要根據圖形和文字描述來判斷原因。
題目 "Why current and voltage values on unmodified surface were increased with increasing the applied pressure?" 意為「為什麼在未修飾的表面上，隨著施加壓力的增加，電流和電壓值也會增加？」
我們需要尋找圖形下方文字說明中解釋這個現象的部分。
文字說明提到：
"The current and voltage were proportional to the applied pressure, which indicates that the flow rate inside the channels was increased according to the increase of applied pressures. Then, the increase of flow rate contributed to the increase of current and voltage."
這段話解釋了原因：

本題需要根據文字描述來判斷電信號與表面電荷的關係。
題目 "What is the relationship between the electric signal and surface charge?" 意為「電信號與表面電荷之間的關係是什麼？」
我們需要尋找文字說明中關於表面電荷和電信號關係的部分。
文字說明提到：
"Positive current and voltage values were obtained on a negatively charged surface. A positively charged surface was obtained by modification with amino group, which resulted in surface amino groups yielding negative current and voltage values."
這段話揭示了關係：

1. 負電荷表面 -> 產生正的電流和電壓值。
2. 正電荷表面 -> 產生負的電流和電壓值。
   這表明電信號的符號 (sign) 與表面電荷的符號是相反的。

本題需要根據圖形和文字描述來判斷原因。
題目 "Why did the fluorescent signal of the microchannel become stable after 4 minutes?" 意為「為什麼微通道的螢光訊號在 4 分鐘後變得穩定？」
我們需要參考圖 2 的文字說明。
文字說明中提到：
"The replacement of the liquid in the nanochannel was finished in approximately 1 minute because the fluorescent signal was saturated after 1 minute. Then, the fluorescent solution was continuously supplied to the microchannel, and the replacement of liquids in the microchannel was finished in approximately 4 minutes."
這段話解釋了微通道中液體替換的過程和時間。

1. 奈米通道的替換在 1 分鐘內完成，訊號飽和。
2. 螢光溶液持續供應到微通道，微通道中的液體替換在約 4 分鐘時完成。
   訊號穩定意味著替換過程已經完成，或者達到某種平衡狀態。
   在這個實驗中，替換的過程導致了螢光訊號的變化，當替換完成時，訊號達到一個穩定的值。

核心觀念

本題考查微流道（microchannel）與奈米流道（nanochannel）中螢光溶液的置換過程，重點包括：

1. 由圖中螢光訊號隨時間的變化，判斷溶液流動方向與置換是否完成。
2. 以流量、時間與體積的關係計算注入體積：
   $V=Qt$
   其中 $V$ 為體積、$Q$ 為流量、$t$ 為時間。
3. 判斷螢光訊號的高低是否能直接由流道尺寸推論。

解題方法

逐項比對圖中資訊與基本流體置換關係。若螢光訊號在某一時間後達到飽和，代表螢光溶液已大致完成該區域的置換。至於訊號強弱，必須根據螢光濃度、偵測路徑與儀器訊號判斷，不能僅憑流道大小直接下結論。

選項分析

(A) 正確

題幹描述螢光溶液由微流道流入奈米流道，因此可判定螢光溶液的引入方向是由 microchannel 到 nanochannel。

(B) 正確

圖中微流道的螢光訊號在約 4 分鐘後達到飽和，表示微流道中的原有液體約在 4 分鐘內被螢光溶液置換完成。因此「約需 4 分鐘」的敘述符合圖中資料。

(C) 錯誤