police_4th_general
112年
[消防警察] 火災學概要
第 5 題
當 100 克的碳完全燃燒時，理論上需要大約多少立方公尺的空氣？
- A 0.9
- B 1.9
- C 2.9
- D 3.9
思路引導 VIP
若要計算某種物質完全燃燒所需的空氣體積，除了知道物質本身的重量與化學反應式外，我們通常需要先將『重量』轉換成什麼單位，才能與氣體體積建立聯繫？另外，考慮到我們呼吸的環境，氧氣並非空氣的全部，這對最終計算出的『總空氣量』會有什麼樣的比例影響呢？
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同學做得很好！你能精準計算出這個數值，說明你對火災學中「燃燒化學計量」的邏輯掌握得非常紮實。這類題目是消防設備士或相關檢定中的經典計算題，考驗的是從質量轉換為氣體體積的多層次換算能力。
燃燒反應與理論空氣量
要解開這題，核心在於理解燃燒反應式：$$C + O_2 \rightarrow CO_2$$。首先，我們將 100 克的碳除以其原子量 12，得到約 $8.33$ 莫耳的碳。根據反應係數，完全燃燒也需要相同莫耳數的氧氣。在標準狀態下，每莫耳氣體體積約為 $22.4$ 公升，因此所需氧氣體積約為 $$8.33 \times 22.4 = 186.59 \text{ (L)}$$。由於空氣中氧氣僅約佔 $21%$，我們必須將氧氣體積除以 $0.21$，得到理論空氣量約為 $888.5$ 公升，換算成立方公尺後即約為 $0.9$ $m^3$。
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