空氣中氧氣的體積含量約為 X%，當氧濃度下降至 Y%時，一般燃燒難以持續，則 X，Y 分別為多少？

本題考點

空氣的體積組成中氧所占比例，以及一般燃燒難以持續的限界氧濃度。

正解理由

依空氣的標準組成，以體積計氮約占七十八％、氧約占二十一％、氬約零點九三％，其餘為二氧化碳等微量氣體，故 X 為 21％。當空間內氧濃度因燃燒消耗或惰性氣體稀釋而降至約十五％時，火焰已無法自行維持傳播，一般可燃物的燃燒難以持續，此濃度稱為限界氧濃度，故 Y 為 15％。故選 C。

逐項排除

1. (A)

   X 寫 23％ 係誤把氧的重量百分比當成體積百分比；Y 寫 18％ 是缺氧作業環境的安全下限，並非燃燒停止的界限。

2. (B)

   X 同樣誤用重量百分比 23％；雖然 15％ 的限界氧濃度正確，前一個數值錯誤即整體不成立。

3. (C)

   X 為 21％ 的體積比、Y 為 15％ 的限界氧濃度，兩個數值均符合定義，為正解。

4. (D)

   X 的 21％ 正確，但 10％ 已低於一般燃燒的界限，該濃度屬於人員將出現意識障礙的範圍，並非燃燒難以持續的起點。

記憶點

空氣的體積組成約為氮七十八％、氧二十一％、氬零點九三％，其餘為二氧化碳等微量成分。選項中出現的二十三％並非憑空捏造，而是氧的重量百分比：以氧分子量三十二、氮分子量二十八計算，21×32÷(21×32＋79×28)＝672÷2884，約為 23.3％（若改以實際大氣組成、連氬氣一併計入，則約為 23.2％），命題者常以體積比與重量比互換設下陷阱，作答時先看題幹問的是體積含量還是重量含量。

限界氧濃度指火焰能自行傳播所需的最低氧濃度，其值依燃料而異：一般固體可燃物與多數烴類約在十五％上下，氫氣、乙炔等高活性燃料則可低至數％。因此以稀釋氧氣為手段的窒息滅火，設計上須把防護區劃內的氧濃度壓到十五％以下。二氧化碳滅火設備即以此為原理，除稀釋氧氣外，二氧化碳由液相汽化時吸收大量潛熱，亦帶走部分燃燒熱，屬窒息兼冷卻。

數值階梯可整組記憶：二十一％為常態；十八％為缺氧作業環境的安全下限；十五％附近一般燃燒難以維持；十％以下人員出現意識障礙；六％以下數分鐘內即有生命危險。滅火所需濃度與人員可耐受濃度之間僅隔數個百分點，這也是全區放射方式在放射前設有警報與延遲時間的原因。

易混淆對照：氧指數是在氧氮混合氣中維持試片持續燃燒所需的最低氧體積百分比，用來評比材料的難燃性，數值愈高愈難燃；它與此處針對氣相火焰的限界氧濃度概念相近，但測試對象與用途不同，不可互換引用。另一個常被拿來干擾的數值是二氧化碳的生理效應：二氧化碳濃度上升會加速呼吸而使人吸入更多毒性氣體，屬於人員危害的判準；但題目若問的是燃燒能否持續，判準仍在氧濃度而非二氧化碳濃度，兩條軸線不可混用。