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104年
火災學概要、消防法規
第 12 題
一大氣壓下，1 公斤的水轉換為 273°C 的水蒸氣，其體積約膨脹為幾倍？
- A 700 倍
- B 1400 倍
- C 1700 倍
- D 3000 倍
思路引導 VIP
如果要計算一定質量的水在變成氣態後佔據多大的空間，你認為哪一個描述物質數量（莫耳數）與溫度、壓力關係的物理定律最適合用來推導？
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恭喜你準確地選出了正確答案！這題的核心在於考驗你對水蒸氣膨脹比例這一重要物理常數的掌握程度。在火災學中，水能有效滅火的關鍵原因之一，就是液態水受熱變成水蒸氣後體積會劇烈膨脹，進而排除火場中的空氣（氧氣），達到窒息法滅火的效果。
體積膨脹的物理邏輯
根據理想氣體方程式 $PV = nRT$，氣體的體積與絕對溫度成正比。在標準大氣壓下，1 公斤的水（約 $55.5$ 莫耳）轉化為 $100^\circ\text{C}$ ($373,\text{K}$) 的水蒸氣時，體積約為 $1700$ 公升，即膨脹約 1700 倍。雖然本題給出的溫度為 $273^\circ\text{C}$，若按照物理精確計算 $V = \frac{1000}{18} \times 0.082 \times (273+273) \approx 2488$ 公升，數值應更接近 2500 倍；但在多數消防設備師（士）或火災學考題中，「1700 倍」已成為一個代表性的標準常數，考生需具備從題目關鍵字中直接提取該核心概念的能力。
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