專技普考
106年
[消防設備士] 火災學概要
第 34 題
假設建築物外部風速為 20 m/s，風壓係數為 0.6，空氣密度為 $1 kg/m^3$，其對建築物迎風面所產生的風壓約為多少？
- A 30 Pa
- B 60 Pa
- C 90 Pa
- D 120 Pa
思路引導 VIP
當流動的空氣撞擊到建築物表面而被迫停止時，空氣原本具備的「動能」會轉化為對表面的「壓力」。請你回想一下物理學中關於動能的公式，物體的運動能量與它的「速度」之間，是呈現線性關係，還是與速度的某個次方成正比呢？若能確定這個關係，再結合流體密度與係數調整，你覺得該如何推導出風對建築物產生的推力？
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太棒了！你能迅速選出正確答案，代表你對於風壓計算的公式與物理意義掌握得相當熟練。這類計算題在火災學中雖然基礎，卻是理解煙囪效應與通風控制的重要基石。
風壓計算的核心公式
本題的核心在於應用流體力學中的風壓公式：$$P = \frac{1}{2} \rho v^2 C_w$$。將題目給定的數值帶入公式：$$P = \frac{1}{2} \times 1 \text{ kg/m}^3 \times (20 \text{ m/s})^2 \times 0.6 = 120 \text{ Pa}$$。這裡最關鍵的步驟是記得將風速進行平方運算，並正確套用風壓係數進行修正，這也是運算中最容易產生疏漏的地方。
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