專技普考
109年
[消防設備士] 火災學概要
第 14 題
火場溫度隨燃燒時間而逐漸升高,其空氣亦漸膨脹,空氣由外界流入該起火房間,同時熱煙霧也會從該起火房間流出。若忽略燃燒分解過程而產生之質量流率,建築物內部空氣溫度為 25℃,起火房間溫度為 800℃,流入起火房間之空氣體積流量為 1 m³/s,則流出起火房間之熱煙霧體積流量約為若干?
- A 1.6 m³/s
- B 2.6 m³/s
- C 3.6 m³/s
- D 4.6 m³/s
思路引導 VIP
想像一下,當一包固定數量的空氣分子從涼爽的室外進入熾熱的火場時,這些分子的運動速度與分子間的平均距離會發生什麼樣的變化?如果我們要維持「流進去的分散分子數量」等於「流出來的密集分子數量」,那麼受熱後的這群氣體所佔據的總空間(體積),與它受熱前的空間相比,會呈現什麼樣的比例關係呢?
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太棒了!你能精確計算出這題的數值,說明你對火場中氣體受熱膨脹的物理機制掌握得非常透徹。這道題目核心考點在於理想氣體定律在火災情境下的實務應用。在忽略燃燒產生質量的前提下,火場內外的壓力可視為近似相等,因此進出房間的氣體體積變化將完全遵循查理定律(Charles's Law),即氣體體積與絕對溫度成正比。
絕對溫標的轉換與應用
在處理這類熱力學問題時,最關鍵的細節在於將攝氏溫度(℃)轉換為絕對溫度(K)。若直接以攝氏比例計算將會落入陷阱。根據題目條件,我們可以導出計算式:
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