在長寬高為10×10×4 公尺的密閉空間中以高壓式二氧化碳作為滅火防護設備。若欲將空間中的氧氣濃度降至 15%以下以達到鈍化效果，至少應加入多少立方公尺的二氧化碳？

本題考點

密閉空間以二氧化碳鈍化（惰化）時的氧濃度稀釋計算。

正解理由

依氣體稀釋的物質平衡，放射二氧化碳的過程中原有的氧氣並未被消耗，只是被加入的二氧化碳稀釋，因此以「原有氧氣體積除以稀釋後的總氣體體積等於目標氧濃度」列式，即可求得所需的二氧化碳體積為一百六十立方公尺。故選 C。

逐項排除

1. (A)

   加入四十立方公尺時，氧濃度僅降至約百分之十九點一，遠高於目標值，不足以達成鈍化。

2. (B)

   加入一百立方公尺時，氧濃度為百分之十六點八，仍未降到百分之十五以下。

3. (C)

   加入一百六十立方公尺恰使氧濃度降至百分之十五，正是題目所問「至少應加入」的臨界值，為正解。

4. (D)

   加入二百立方公尺時氧濃度約為百分之十四，雖可達成鈍化，但已超過題目所求的最低需求量。

演算步驟

1. 防護空間體積 V＝10 公尺 × 10 公尺 × 4 公尺＝400 立方公尺；
2. 原有氧氣量＝400 立方公尺 × 21%＝84 立方公尺；
3. 設加入二氧化碳 x 立方公尺，稀釋後氧濃度＝84 立方公尺 ÷（400＋x）立方公尺＝15%；
4. 移項得 400＋x＝84 ÷ 0.15＝560 立方公尺；
5. x＝560－400＝160 立方公尺。

記憶點

本題的列式可以改寫成兩種等價形式，考試時任選一種都能得到同樣答案。第一種是本題所用的氧氣守恆式：目標氧濃度＝0.21V÷（V＋x），移項得 x＝V×（21－目標氧濃度）÷目標氧濃度，代入 400 立方公尺與百分之十五，得 400×（21－15）÷15＝160 立方公尺。第二種是二氧化碳濃度式：所需二氧化碳體積百分率＝（21－目標氧濃度）÷21×100%＝（21－15）÷21×100%＝28.57%，再由 x÷（V＋x）＝28.57% 反推 x＝V×28.57÷71.43＝400×0.4＝160 立方公尺。兩式互相驗算一致，是自我檢查的好方法。

數值面要記住幾個門檻：空氣中氧約占百分之二十一；氧濃度降到約百分之十五以下時，大多數普通可燃物的有焰燃燒難以維持，這是二氧化碳窒息滅火的基本原理；氧濃度降到百分之十五以下對人體已屬缺氧環境，因此全區放射方式的二氧化碳滅火設備必須有音響警報、延遲裝置與排放措施，考點常與此連動。

易混淆的三個濃度務必分清：滅火濃度指恰能撲滅該可燃物有焰燃燒的最低藥劑濃度；設計濃度是滅火濃度乘以安全係數後的實際設計值；鈍化濃度（惰化濃度）則更高，指把氧濃度壓到連可燃性蒸氣與空氣的混合氣都無法被引燃的水準，用於防止爆炸而非僅止於滅火，本題求的正是把氧壓到百分之十五的鈍化用量。

單位換算也常一起考：二氧化碳在常溫常壓下每公斤約汽化為零點五立方公尺的氣體，因此把體積需求換算成鋼瓶藥劑重量時，一百六十立方公尺約需三百公斤量級的二氧化碳。高壓式儲存以常溫高壓鋼瓶充填，低壓式則以攝氏零下十八度左右冷凍儲存，兩者的儲存狀態不同但放射後的氣體體積計算方式一致。