下列何者並非容易悶燒材料之特性？

本題考點

悶燒(smoldering)的發生條件與材料特性,以及「閃火點」其實是液體參數。

正解理由

悶燒是固體在無焰狀態下的表面氧化放熱反應,反應速率受氧氣擴散控制,因此材料必須多孔讓氧氣滲入內部,受熱後又能形成焦化層以隔熱蓄熱,使反應區維持在氧化溫度。閃火點是可燃液體蒸氣與空氣形成可燃混合氣、遇火源閃燃的最低溫度,描述的是液體先蒸發再有焰燃燒的行為,與多孔固體的無焰悶燒無關,故選 D。

逐項排除

1. (A)

   多孔是悶燒的必要條件,孔隙同時提供氧氣通路與絕熱效果,使反應熱不易散失,泡棉、鋸屑、棉織品皆屬此類。

2. (B)

   焦化層形成後兼具隔熱與蓄熱作用,把熱留在反應區,是悶燒能長時間持續而不熄滅的關鍵特性。

3. (C)

   易悶燒的多孔材料散熱面積相對小、蓄熱能力強,堆積時容易因內部發熱累積而自燃,此敘述與悶燒材料特性相符。

4. (D)

   閃火點低是可燃液體的性質,液體受熱先蒸發、以有焰燃燒為主,不會留下焦化層,並非悶燒材料特性,為本題應選者。

記憶點

悶燒是無焰的表面氧化反應,氧氣直接在固體表面與孔隙內和碳化物反應,速率受氧氣擴散限制,因此傳播極慢——典型悶燒鋒面推進速度是每秒零點零幾毫米的量級,遠低於有焰燃燒,卻可以持續數小時甚至數日;一旦條件改變,例如開門送入新鮮空氣,就可能瞬間轉為有焰燃燒。這正是火災調查中「起火時間遠早於發現時間」的常見成因,也是深夜住宅火災傷亡偏高的原因之一。

容易悶燒的材料有共同結構特徵:多孔而低密度,氧氣得以滲入;受熱裂解後留下含碳固體殘渣而非完全汽化;導熱度低,反應熱不易散失。聚氨酯泡棉、棉花、鋸屑、稻草、香菸、活性碳與纖維板都符合。相對地,熱塑性塑膠受熱先熔融滴落、可燃液體受熱先蒸發,兩者都不形成焦化層,自然無從悶燒。

易混淆概念對照:閃火點是液體蒸氣可被引燃的最低溫度,著火點(燃點)是移去火源後仍能持續燃燒的溫度,自燃溫度則是無外來火源即自行起火的溫度。悶燒對應的是蓄熱自燃這一組,與閃火點分屬不同體系。多孔材料大量堆積時,因體積增加而散熱面積相對縮小,內部熱量出不去,常在遠低於自燃溫度的環境中,靠氧化或微生物發熱長時間累積而起火——稻草堆、廢紙堆與含油抹布自燃都是這個機制。

相關考點:悶燒常與一氧化碳生成量合併命題。供氧不足使不完全燃燒比例上升,悶燒產生的一氧化碳濃度明顯高於旺盛的有焰燃燒,這是密閉空間悶燒特別致命的原因,也是題目常拿來與「通風控制型火災」對照的地方。另一個延伸方向是偵測:悶燒階段幾乎沒有火焰與明顯溫升,定溫式與差動式探測器不易動作,靠的是大量微小煙粒子,因此偵煙式探測器對悶燒的早期偵測明顯有利,這組對照在警報設備的範圍也會考。