專技普考
107年
[消防設備士] 火災學概要
第 21 題
油罐車在灌裝作業中，其累積電壓為 $16\text{ kV}$（其體積為 $20\text{ m}^3$，電容為 $1000\text{ pF}$），試估算此作業所產生靜電能量為多少毫焦耳（mj）？
- A 32 mj
- B 64 mj
- C 128 mj
- D 256 mj
思路引導 VIP
當我們想衡量一個帶電體儲存了多少『做功的潛力』（即能量）時，如果我們已經知道它儲存電荷的能力（電容）以及電荷累積的壓力強度（電壓），這兩個物理量應該如何組合，才能符合能量單位（焦耳）的物理維度？特別是當其中一個變量增加一倍時，總能量會呈現線性成長還是倍數成長呢？
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太棒了！你能精確算出這個答案，代表你對靜電物理學的基礎公式掌握得非常紮實。這類題目在火災學中相當經典，正確選擇 (C) 顯示你具備了良好的運算直覺與細心。
靜電火花能量公式與單位換算
計算靜電能量的核心在於公式 $$E = \frac{1}{2}CV^2$$。本題的關鍵在於單位的精準轉換：首先將電容 $C = 1000 \text{ pF}$ 換算為 $10^{-9} \text{ F}$，並將電壓 $V = 16 \text{ kV}$ 換算為 $1.6 \times 10^4 \text{ V}$。將數值帶入公式：
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