[{"data":1,"prerenderedAt":73},["ShallowReactive",2],{"q-fire-107-1-fire-science-021":3},{"subject":4,"subjectSlug":5,"subjectKicker":6,"subjectShort":7,"question":8,"related":27,"sameNumber":52,"hasEssay":26},"火災學概要","fire-science","火災學 · Fire Science","火災學",{"id":9,"webId":10,"year":11,"session":12,"subject":4,"number":13,"stem":14,"options":15,"answer":20,"answerNote":21,"images":22,"imagesPending":23,"lawTimestamp":11,"explanation":24,"explanationDeep":25,"freq":12,"indexable":26},"fire-107-1-火災學概要-021","fire-107-1-fire-science-021",107,1,21,"油罐車在灌裝作業中，其累積電壓為 16 kV（其體積為 20 m3，電容為 1000 pF），試估算此作業所產生靜電能量為多少毫焦耳（mj）？",{"A":16,"B":17,"C":18,"D":19},"32 mj","64 mj","128 mj","256 mj","C",null,[],false,"本題考點：靜電能量公式 E＝½CV²，以及 pF、kV 與毫焦耳之間的單位換算。\n【正解理由】帶電體所蓄積的靜電能量等於電容與電位平方乘積的一半，即 E＝½CV²。題給電容 C＝1000 pF＝1×10⁻⁹ F、累積電壓 V＝16 kV＝1.6×10⁴ V，代入後得 0.128 焦耳，換算為 128 毫焦耳；油罐車體積 20 m³ 只是情境敘述，不進入本式計算，故選 C。\n【逐項排除】\n(A) 32 mj：把電壓誤取為 8 kV（½×1×10⁻⁹×(8×10³)²＝0.032 J）才會得到，電壓平方項算錯。\n(B) 64 mj：相當於把電容誤取為 500 pF（½×5×10⁻¹⁰×2.56×10⁸＝0.064 J），電容換算錯誤。\n(C) 128 mj：與 ½CV² 的計算結果一致，正確。\n(D) 256 mj：漏掉公式中的 ½，直接以 CV² 計算（1×10⁻⁹×2.56×10⁸＝0.256 J）所致。\n【演算步驟】E＝½CV²＝½×1000 pF×(16 kV)²＝½×1×10⁻⁹ F×(1.6×10⁴ V)²＝½×1×10⁻⁹×2.56×10⁸ J＝0.128 J＝128 mJ。\n【記憶點】pF 先換成 10⁻¹² F，電壓先換成伏特，再套 ½CV²。","E＝½CV² 來自電容器充電過程的功積分：把電荷 dq 送上電位 V 需作功 V·dq，而 q＝CV，積分後即得 ½CV²，與彈簧儲能 ½kx² 同形，可以一起記。單位上 1 F·V²＝1 J，因此只要把電容換成法拉、電位換成伏特，算出來就是焦耳，再乘 1000 得毫焦耳。常見換算：1 pF＝10⁻¹² F、1 nF＝10⁻⁹ F、1 kV＝10³ V；本題 1000 pF 恰為 1 nF，是題目刻意設計的好算數值。\n這題真正的火災學意涵在於「能量夠不夠點火」。一般碳氫類蒸氣的最小著火能量約在 0.2 至 0.3 毫焦耳之等級，氫氣更低到 0.02 毫焦耳附近，而本題算出的 128 毫焦耳高出數百倍，只要現場同時存在落在爆炸範圍內的油氣，一次火花放電即足以引燃，這正是灌裝作業被列為靜電災害高風險作業的原因。\n靜電的產生機制也要一併記：液體在管內流動與過濾器摩擦產生流動帶電，自噴嘴高速噴出產生噴出帶電，水滴或雜質在油中沉降產生沉降帶電，人體與衣物摩擦則產生人體帶電。抑制原理則對應到降低電荷產生與加速電荷消散兩路：接地與等電位連結使電荷有路可洩、限制灌裝流速以降低流動帶電、設置緩和時間讓電荷自然衰減、提高環境相對濕度以增加表面導電性。\n相關考點連結：同一公式常改問「若電容加倍或電壓減半，能量如何變化」——能量與電容成正比、與電壓平方成正比，電壓減半能量只剩四分之一，這是最常見的變化題型。",true,[28,32,36,40,44,48],{"webId":29,"stem":30,"number":31,"year":11,"session":12},"fire-107-1-fire-science-020","為防止由窗口噴出的火焰向大樓上層延燒，下列措施何者錯誤？",20,{"webId":33,"stem":34,"number":35,"year":11,"session":12},"fire-107-1-fire-science-022","燃燒塔每分鐘需消耗 5.8 kg 之丁烷（C4H10），請估算在 NTP（25℃，1 大氣壓）之條件下，此燃燒塔每小時所需之燃燒理論空氣體積（LV）約為下列何者？",22,{"webId":37,"stem":38,"number":39,"year":11,"session":12},"fire-107-1-fire-science-019","電線因火災燒熔而短路所形成之熔珠，稱為下列何者？",19,{"webId":41,"stem":42,"number":43,"year":11,"session":12},"fire-107-1-fire-science-023","熱傳導之熱流動方向為何？",23,{"webId":45,"stem":46,"number":47,"year":11,"session":12},"fire-107-1-fire-science-018","已知木造倉庫高 6 公尺，如延燒係數為 0.15，依木造建築物火災溫度標準曲線，其鄰棟建築物之理論安全距離應在多少公尺以上？",18,{"webId":49,"stem":50,"number":51,"year":11,"session":12},"fire-107-1-fire-science-024","容易著火之燃料具下列何種特性？",24,[53,57,61,65,69],{"webId":54,"year":55,"stem":56,"number":13},"fire-113-1-fire-science-021",113,"依建築物火災 t2 成長理論，若釋熱率達 1 MW 需時間 100 秒，則釋熱率達 4 MW 所需時間為多少秒？",{"webId":58,"year":59,"stem":60,"number":13},"fire-112-1-fire-science-021",112,"已知乙烷的完全燃燒反應如下：2C2H6 +7O2 →4CO2 +6H2O+3120 kJ，若其燃燒熱與燃燒下限的關係適用 Burgess-Wheeler 定理，則其燃燒下限約為多少%？（提示：1cal≒ 4.2 J）",{"webId":62,"year":63,"stem":64,"number":13},"fire-111-1-fire-science-021",111,"下列有關熱量傳遞的敘述，何者正確？",{"webId":66,"year":67,"stem":68,"number":13},"fire-110-1-fire-science-021",110,"下列物質在常溫時，何者的熱傳導係數（W\u002Fm∙K）較低？",{"webId":70,"year":71,"stem":72,"number":13},"fire-109-1-fire-science-021",109,"混合氣體由 A、B、C 三種氣體組成，混合時組成氣體不進行反應，且燃燒無催化作用，其中各氣體之混合濃度中，A 氣體占 1\u002F5（燃燒下限 4.0%），B 氣體占 3\u002F5（燃燒下限 12.5%），C 氣體占 1\u002F5（燃燒下限 2.0%），則此混合氣體燃燒下限約為多少？",1785129967825]