地特三等申論題
105年
[工業安全] 安全工程
第 一 題
📖 題組：
圖一為 Semenov 熱自燃理論的觀念示意圖：
(一)該圖中的曲線 C 與直線 L1相交於 2 個點（Ta與 Tb），請說明此種相交方式的意義為何？（15 分）
(二)該試驗條件下物質的自燃溫度為圖中何點？（10 分）
圖一為 Semenov 熱自燃理論的觀念示意圖：
(一)該圖中的曲線 C 與直線 L1相交於 2 個點（Ta與 Tb），請說明此種相交方式的意義為何？（15 分）
(二)該試驗條件下物質的自燃溫度為圖中何點？（10 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
該圖中的曲線 C 與直線 L1相交於 2 個點（Ta與 Tb），請說明此種相交方式的意義為何？（15 分）
思路引導 VIP
看到 Semenov 熱自燃理論圖，首先須釐清縱軸（熱釋放/散失速率）與橫軸（溫度）的關係，並辨識出曲線 C 為「產熱速率」、直線 L1 為「散熱速率」。接著，利用溫度微小擾動的方法，分析交點處「產熱」與「散熱」的相對大小，藉此判斷 Ta 與 Tb 是穩定平衡或不穩定平衡，進而導出對應的物理與安全意義。
小題 (二)
該試驗條件下物質的自燃溫度為圖中何點？（10 分）
思路引導 VIP
看到 Semenov 熱自燃理論，應立刻聯想「產熱速率曲線（C）」與「散熱速率直線（L）」的相對關係。找出兩者「相切」的臨界點，該點代表系統熱量平衡破裂、必然走向熱失控的臨界狀態，即為自燃溫度點。
Semenov熱自燃理論
💡 透過產熱與散熱速率曲線的動態平衡，判定物質是否發生熱失控。
| 比較維度 | 低溫平衡點 (Ta) | VS | 高溫平衡點 (Tb) |
|---|---|---|---|
| 穩定性 | 穩定平衡 (Stable) | — | 不穩定平衡 (Unstable) |
| 擾動反應 | 升溫則散熱>產熱，回降 | — | 升溫則產熱>散熱，失控 |
| 反應狀態 | 緩慢氧化，安全區 | — | 自燃臨界點，熱失控門檻 |
💬Ta 為系統安全運行的平衡狀態，Tb 為物質發生自燃的轉折點。
