112 年 · 火災學概要官方答案已對帳
32 單選 · 1.25 分

將大塊的木頭切碎為小片的木屑時,下列敘述何者錯誤?

  1. A與空氣接觸的比表面積變大
  2. B木柴的熱傳導係數變小
  3. C受熱時升溫速率變快
  4. D受熱時起燃時間縮短

正解 B — 木柴的熱傳導係數變小

出處:112 年專門職業及技術人員普通考試消防設備人員考試 ·「火災學概要」第 32 題(測驗題共 40 題,另有申論 2 題)

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本題考點

固體可燃物的比表面積、熱慣性與起燃難易的關係,題目問錯誤敘述。

正解理由

依熱傳導係數的定義,它是材料本身的物理性質,由木材的組成、密度、纖維方向與含水率決定,把大塊木頭切碎成木屑並不會改變木材這項物性;切碎真正改變的是幾何尺寸與比表面積,使受熱面相對於體積變大、單片的熱容量變小,因而升溫快、起燃早。故選 B。

逐項排除

  1. (A)

    同樣質量的木材切碎後,總表面積增加而體積不變,與空氣接觸的比表面積確實變大,敘述正確。

  2. (B)

    把木柴的熱傳導係數說成因切碎而變小並不正確,該係數是材料物性,不隨試體尺寸改變,為本題應選項。

  3. (C)

    木屑厚度小、可視為熱薄材料,受熱時內部幾乎同步升溫,加上熱容量小,升溫速率確實變快,敘述正確。

  4. (D)

    比表面積大、升溫快,表面到達熱裂解與起燃溫度所需的時間縮短,起燃時間確實變短,敘述正確。

記憶點

切碎改的是「形狀與尺寸」,不是「材料物性」;熱傳導係數不會因為被切小而變小。

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固體可燃物的起燃難易,主要由熱慣性與幾何尺寸兩組因素決定。熱慣性寫成熱傳導係數、密度與比熱的乘積,數值越小者受熱時表面升溫越快、越容易起燃,木材遠小於混凝土與金屬,發泡塑膠又遠小於木材,這解釋了為什麼輕質多孔的內裝材料是火災成長的加速器。注意熱慣性的三個因子全都是材料物性,與試體被切成多大塊無關,這正是本題的辨識關鍵。

幾何尺寸則透過熱厚與熱薄的區分發揮作用。厚度大者屬熱厚材料,受熱時只有表層升溫,起燃時間與熱慣性成正比、與入射熱通量的平方成反比;厚度小者屬熱薄材料,整片幾乎同溫,起燃時間與密度、比熱、厚度的乘積成正比,與熱通量成反比。木屑正是典型的熱薄材料,因此同樣的輻射條件下起燃時間遠短於原木塊。

比表面積的效應可以量化理解:邊長 L 的立方體,比表面積與 L 成反比,把木塊切成十分之一邊長的碎片,比表面積便放大十倍,供氧與受熱面同步增加,熱裂解產生可燃氣體的速率也隨之上升,燃燒因而更猛烈。這條規律一路延伸到粉塵爆炸——木粉、麵粉、金屬粉在粒徑細到一定程度後懸浮於空氣中,即可能形成爆炸性混合物,粒徑越細、爆炸下限越低、最大爆炸壓力上升速率越大。

最後一個容易混淆的點要說清楚:木屑堆積成堆時,堆積體內含大量空氣,量測到的「等效或視觀熱傳導係數」確實會低於實心木材,但那是堆積體這個複合系統的表觀值,不是木材本身的物性,兩者不可混為一談。本考點常延伸考熱慣性排序、起燃時間公式的比較,以及粒徑與粉塵爆炸危險性的關係。

內容更新:2026-07-26 · 答案以考選部公布解答為準,本站不修改官方答案 · 詳解引用法條以 112 年(考試當年)條文為準,其後修法請自行留意 · 本詳解僅供國考複習,不構成消防安全設備設計、檢修或法規諮詢建議

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