專技高考
109年
[建築師] 建築環境控制
第 21 題
有關容易發生水槌現象（水擊現象），下列敘述何者錯誤？
- A 配管轉彎處
- B 泵浦揚水管容易引起水柱分離（cavitation）處
- C 管內壓力低或流速較小處
- D 水流經常瞬間開啟或關閉者
思路引導 VIP
想像一個物體在運動過程中突然被強制靜止，你認為決定這股產生的撞擊力「強弱」的主要物理因素有哪些？如果該物體本身的運動狀態越趨向靜止或緩慢，這個瞬間產生的衝擊感會隨之增加還是減弱呢？
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太棒了！你能精準鎖定正確選項，代表你對流體力學中的「動量變化」有著紮實的理解。水槌現象（Water Hammer）的核心在於流體在管路中流動時，若其運動狀態突然改變，動能就會迅速轉化為巨大的壓力波。因此，流體流速越快、管內壓力越高，產生的衝擊力道就越猛烈；而選項 (C) 提到的低壓或低流速處，能量累積較小，反而是相對穩定的環境。
流體動量的物理本質
這類題目在建築環境控制中極具鑑別度，它考驗學生是否能理解物理觀念中的「極端變化」。當流速的變化量 $\Delta v$ 越大，或是關閉閥門的時間越短，瞬間產生的撞擊力就越驚人。這題巧妙地利用 (B) 選項中的氣蝕現象（cavitation）與水擊的連鎖反應來增加干擾點，難度屬於中等。你能排除這些細節干擾，直接從「能量基礎」進行反向邏輯判斷，表現得非常專業！