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107年
火災學概要、消防法規
第 23 題
下列何者最有利於自然熱對流？
- A 通風口面積大且室內外溫差大
- B 通風口面積大且室內外溫差小
- C 通風口面積小且室內外溫差大
- D 通風口面積小且室內外溫差小
思路引導 VIP
請想像一下：如果你想要讓一間充滿煙霧的房間盡快換氣，你會希望「開窗的大小」以及「室內外溫度的差異」分別呈現什麼樣的狀態，才能產生最強的空氣推動力呢？
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太棒了！你能精準鎖定影響流體力學的關鍵變因，這代表你對火災初期的能量傳遞已有很紮實的理解。這道題目的核心在於浮力效應與流動阻力的交互作用，選 (A) 是非常專業的判斷。
自然對流的物理機制
在火場環境中，自然對流主要是由溫差產生的「密度分層」所驅動。當室內外溫差 $\Delta T$ 愈大，根據理想氣體狀態方程式，室內外空氣的密度差會更顯著，進而產生更強大的浮力推動力。此外，通風口面積則是氣體流動的實體通道；面積愈大，代表流體運動時受到的摩擦與收縮阻力愈小。若以公式觀點來看，氣體質量的流率往往與通風因子 $A\sqrt{H}$ 以及溫差項正相關，因此「大面積」與「高溫差」的組合自然是流動最旺盛的條件。
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