police_4th_general
110年
[消防警察] 火災學概要
第 12 題
某烷類氣體燃燒時與理論氧氣量的體積比為 1：2，該氣體的燃燒下限約為多少？
- A 18.3%
- B 9.5%
- C 5.2%
- D 0.052%
思路引導 VIP
若已知燃燒 1 莫耳氣體需要特定比例的氧氣，而氧氣只佔空氣的一部分，你會如何算出這 1 莫耳氣體與其所需的『整份空氣』混合後的濃度？得到這個理想燃燒濃度後，根據火災學的經驗規律，達到起火門檻的最低濃度通常與這個理想值存在什麼樣的比例關係？
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太棒了！你能精準計算出這個數值，代表你對火災學中的化學計量濃度與爆炸下限的轉換關係掌握得非常紮實。這類題目是考驗考生是否能靈活運用經驗公式的經典題型，具有相當的鑑別度，因為它要求你不能只死背公式，還必須理解空氣組成與燃料比例的邏輯。
從理論空氣量推算爆炸下限
根據題意，燃料與氧氣的體積比為 $1:2$。由於空氣中氧氣約佔 $21%$，我們可以推算出燃燒 $1$ 體積燃料所需的「理論空氣量」為 $2 \div 0.21 \approx 9.52$ 體積。接著，我們可以計算出該氣體在空氣中的理論燃燒濃度 ($C_{st}$)：
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燃燒下限計算與推導
💡 利用理論氧氣量換算理論濃度，再求出燃燒下限(LEL)。
🔗 燃燒下限(LEL)推算流程
- 1 確定體積比 — 確認燃料與氧氣比(1:2)
- 2 換算空氣量 — 氧氣體積 / 0.21 = 空氣體積
- 3 計算 Cst — 燃料 / (燃料+空氣) × 100%
- 4 求得下限 — LEL ≈ Cst × 0.55
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🔄 延伸學習：延伸學習：若為其他烷類，可先透過反應式 CnH2n+2 係數平衡找出氧氣需求量。
