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高考申論題 105年 [工業安全] 安全工程

第 二 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)
題組圖片
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (二)

該試驗條件下物質的自燃溫度為圖中何點?(10 分)

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本題測驗 Semenov 熱自燃理論中「自燃溫度」的物理與實務定義。解題關鍵在於區分「環境溫度(橫軸截距)」與「物質自身溫度(曲線相切點)」。應明確指出相切的臨界條件,並說明實務測試中所指的自燃溫度為最低環境溫度 Tw2,而 Tc 為物質臨界著火溫度,兩者皆答可確保不失分。

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【破題】 依據 Semenov 熱自燃理論,自燃發生的臨界條件為化學反應的「放熱曲線」與系統的「散熱直線」相切。解答本題需區分實務上測量的「環境自燃溫度」與物理機制上的「物質臨界著火溫度」。 【論述】

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

解題應從Semenov熱自燃理論出發,分別界定曲線C(產熱速率)與直線L1(散熱速率)的物理意義。接著以熱平衡觀點,透過比較交點前後產熱與散熱的大小關係,論述Ta(穩定平衡點)與Tb(不穩定平衡點)的狀態特徵與實務安全意涵。

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【破題】Semenov 熱自燃理論的核心在於比較系統內部化學反應的「產熱速率(曲線C)」與系統對環境的「散熱速率(直線L1)」。兩者的交點代表產熱與散熱速率相等,即系統達到熱平衡狀態。 【論述】 一、圖形的基本物理意義

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