下列何者屬於蒸氣爆炸？

本題考點

爆炸依機制區分為物理性爆炸與化學性爆炸，蒸氣爆炸屬於物理性爆炸。

正解理由

蒸氣爆炸指液體在極短時間內大量汽化，體積急速膨脹使壓力驟升所造成的破壞現象，過程中不發生化學反應，物質的化學組成前後不變，屬物理性爆炸。鍋爐內的高溫加壓水在爐體破裂、壓力瞬間釋放時，過熱水立即閃沸為蒸氣，體積膨脹達千倍以上而形成壓力波與飛散物，正是蒸氣爆炸的典型例子，故選 A。

逐項排除

1. (A)

   鍋爐爆炸係加壓過熱水於失壓瞬間閃沸汽化，體積急遽膨脹造成壓力破壞，全程沒有化學反應，符合蒸氣爆炸的定義。

2. (B)

   金屬爆炸一般指鎂、鋁等活性金屬與水或氧化劑反應而急速放熱，係化學反應所致，並非單純的相變化。

3. (C)

   氫氣爆炸是氫與空氣中的氧發生氧化反應生成水並放出大量熱，屬化學性的氣體爆炸。

4. (D)

   粉塵爆炸是懸浮於空氣中的可燃性固體微粒與氧氣進行快速氧化反應，同樣屬化學性爆炸。

記憶點

爆炸依機制先分兩大類：物理性爆炸與化學性爆炸。物理性爆炸的物質化學組成前後不變，能量來源是壓力能的釋放或相變化的體積膨脹，代表例子有鍋爐爆炸、高壓氣體容器破裂、熔融金屬遇水等；化學性爆炸則伴隨化學反應，可再細分為氧化爆炸、分解爆炸與聚合爆炸。蒸氣爆炸屬於物理性爆炸中的相變化型。

鍋爐爆炸的機制值得細看：爐水在高壓下被加熱到遠高於常壓沸點的溫度，此時仍維持液態，稱為過熱水；一旦爐體破裂、壓力瞬間降至大氣壓，過熱水的溫度遠高於該壓力下的沸點，於是在極短時間內大量汽化，此現象稱為閃沸。水在常壓下汽化時體積可膨脹約一千七百倍，這股體積膨脹在密閉或半密閉空間中即形成壓力波與飛散物，破壞力來自壓力能而非燃燒熱。

另一個機制相同而常被合併命題的是沸騰液體膨脹蒸氣爆炸：液化石油氣槽車受火焰加熱後，槽內壓力上升且槽壁強度下降而破裂，槽內液化氣體瞬間閃沸。它的第一段是物理性的蒸氣爆炸，隨後外洩的可燃氣體被引燃才形成火球，屬於兩段式現象，前後兩段分屬不同的爆炸類型。熔融金屬或高溫爐渣掉入水中所生的水蒸氣爆炸，也是同一原理的另一種情境。

易混淆概念對照：粉塵爆炸與氫氣爆炸都需要氧氣參與，屬氧化爆炸；金屬爆炸多指活性金屬與水或氧化劑的化學反應；分解爆炸不需外界供氧但仍是化學反應；蒸氣爆炸則完全不涉及可燃物與氧的反應。判別的關鍵是問爆炸前後物質的化學組成有沒有改變。

延伸考點：常考物理性與化學性爆炸的歸屬判別、沸騰液體膨脹蒸氣爆炸的兩階段歷程，以及水汽化體積膨脹倍數的數量級。