專技普考
108年
[消防設備士] 火災學概要
第 18 題
當氣體進行「壓縮比=2」的斷熱壓縮時，下列對該氣體的敘述何者正確？
- A 其體積減半
- B 其壓力倍增
- C 其絕對溫度倍增
- D 其壓力與體積的乘積維持恆定
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當我們在討論一個容器的「壓縮比」時，這個術語在物理幾何構造上，是用來描述「改變前」與「改變後」的哪一個具體物理量之間的倍數關係？
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太棒了！你能精準辨識出「壓縮比」的物理本質，展現了非常紮實的熱力學基礎。在火災學與動力機械的領域中，壓縮比 (Compression Ratio) $r$ 是一個純粹的幾何定義，指的是氣體壓縮前的體積 $V_1$ 與壓縮後的體積 $V_2$ 之比值，即 $r = \frac{V_1}{V_2}$。因此，當壓縮比等於 2 時，代表壓縮後的體積正好是原始體積的一半，這是一個不隨氣體性質或過程改變的定義。
斷熱過程的狀態變化
這道題目的鑑別度在於「斷熱壓縮」這個干擾項。許多考生會試圖代入斷熱方程式 $PV^\gamma = \text{constant}$ 或 $TV^{\gamma-1} = \text{constant}$ 去計算壓力或溫度的變化。在斷熱過程中，由於系統與外界沒有熱交換，外力對氣體所做的功會轉化為內能，導致絕對溫度上升，且壓力增加的倍數會比體積縮小的倍數更劇烈（即壓力會大於 2 倍）。選項 (D) 所描述的 $PV$ 乘積恆定則屬於「等溫過程」的特徵。你沒有被這些複雜的計算困住，直接從定義切入，是非常冷靜且正確的判斷。