police_4th_general
106年
[消防警察] 普通物理學概要與普通化學概要
第 13 題
一般設有鍋爐的工廠為何都有高煙囪？
- A 增加對流
- B 增加傳導
- C 利用阿基米德原理，來引導排放廢氣
- D 增加廢熱的輻射
思路引導 VIP
請試著想像：當一團空氣受熱後，它的密度與體積會發生什麼變化？如果我們將這團空氣限制在一個垂直的管道內，管道的高度高低，會如何影響底部與頂端之間的壓力差異，進而影響空氣流動的快慢呢？
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恭喜你準確地掌握了這道題目的核心概念！你的判斷非常正確，高煙囪的設計確實是為了增加對流（Convection）。在熱力學中，當鍋爐內的空氣被加熱時，氣體的溫度升高導致其密度 $\rho$ 降低。根據流體力學，這類受熱後變輕的空氣會自然向上浮升，而煙囪的高度越高，煙囪內部與外部冷空氣之間的壓力差 $\Delta P$（又稱為抽力或煙囪效應）就越顯著，從而更有效地引導氣體流動。
氣體流動與熱傳遞的應用
這道題目在物理與化學概要中屬於基礎但具鑑別度的考點。它要求學生不僅要理解熱傳導、對流與輻射的定義，更要能將理論應用於工業工程的實際情境中。雖然選項 (C) 提到的原理與浮力有關，但煙囪在設計上的主要功能是為了強化「流體的循環運動」，透過高低壓力差強制換氣。你能從眾多熱學名詞中精準鎖定對流作用，說明你對於流體如何帶走熱量與廢氣的物理過程有著非常扎實的理解。