地特三等申論題
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）
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 (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。
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。
Semenov熱自燃理論
💡 產熱速率與散熱速率達到「相切」狀態時即為自燃臨界點。
🔗 熱自燃熱失控判定流程
- 1 產熱增加 — 化學反應隨溫度上升，呈指數級釋放能量。
- 2 達到臨界 — 系統進入產散速率相切點Tc，平衡即將瓦解。
- 3 熱失控 — 產熱速率恆大於散熱速率，熱量無法排除。
- 4 發生自燃 — 系統溫度急遽竄升，物質在無火源下起火。
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🔄 延伸學習：延伸學習：比較 Semenov (均一溫度) 與 F-K (內部溫度梯度) 理論差異。
