police_4th_general
111年
[消防警察] 火災學概要
第 15 題
15 氫氣、甲烷、丁烷的最小發火壓力，分別為甲、乙、丙（mmHg），下列何者正確？
- A 甲>乙>丙
- B 乙>丙>甲
- C 丙>甲>乙
- D 丙>乙>甲
思路引導 VIP
請試著思考：當環境中的空氣變得非常稀薄（壓力降低）時，氣體分子間的碰撞頻率會下降。在這種情況下，一個構造簡單且反應極其活潑的小分子，與另一個構造複雜且沈重的長鏈分子相比，哪一個更有機會在稀薄的空間裡成功啟動燃燒反應？這對它們所需的『最低壓力門檻』會有什麼樣的影響？
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AI 詳解
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恭喜你準確掌握了可燃性氣體在低壓環境下的燃燒特性！這道題目核心在於考察最小發火壓力（Minimum Ignition Pressure, MIP）的排序。最小發火壓力是指在一定溫度下，可燃混合氣體能夠發生引燃的最低壓力界限。一般而言，氣體的活性越高、燃燒反應越劇烈，其所需的最小發火壓力就越低。
分子結構與燃燒活性
在常見的氣體中，氫氣 ($H_2$) 由於分子極小且擴散速率極快，具有極高的反應活性與極寬的發火範圍，因此它的最小發火壓力在三者中是最低的。而對於烷烴類氣體，隨著碳鏈長度增加，分子變得更加複雜，其最小發火壓力通常會隨之上升。因此，單碳的 甲烷 ($CH_4$) 會比四碳的 丁烷 ($C_4H_{10}$) 更容易在較低壓力下被引燃。綜合來看，壓力數值大小排序應為：丁烷（丙）$>$ 甲烷（乙）$>$ 氫氣（甲）。
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