112 消防設備人員專技普考 消防設備士 火災學概要 考古題詳解

核心觀念

本題考查密閉或通風受限建築物火災中，火勢由局部燃燒發展成全面燃燒的閃燃，以及缺氧悶燒後因新鮮空氣突然進入而發生的複燃。兩者都可能造成火勢驟然擴大，但發生條件與引發機制不同。

• 閃燃（flashover）：室內火災發展到一定程度時，頂棚下高溫煙氣層與熱輻射使室內可燃物表面大量受熱，當多數可燃物幾乎同時達到著火條件，火焰迅速擴展至整個空間，形成全面燃燒的轉變現象。閃燃是火災由成長期轉入全面燃燒期的重要特徵，常見誘因是熱累積與輻射回饋。
• 複燃（backdraft）：室內火災因氧氣不足而轉為不完全燃燒或悶燒，空間內累積高溫、可燃的熱解氣體與煙氣。當門窗突然開啟或破損，使大量新鮮空氣進入，混合氣達到可燃條件並遇到火源，即可能迅速燃燒、爆燃，並將火焰與高溫氣體推向開口。複燃的關鍵是缺氧環境中可燃氣體累積，隨後突然供氧。

解題方法

採「發生條件—作用機制—火勢表現」三項比較：

1. 先判斷室內是否已在持續燃燒並大量蓄熱，或是因通風不足而缺氧悶燒。
2. 再確認火勢突變的直接因素：以熱輻射加熱可燃物為主，是閃燃；以新鮮空氣進入、可燃氣體迅速燃燒為主，是複燃。
3. 最後描述兩者共同點與差異：兩者都會造成火勢快速擴大，但閃燃是室內可燃物受熱後近乎全面起火；複燃則是缺氧悶燒後通風供氧所引發的急速燃燒。

閃燃與複燃比較

核心觀念

本題考各類金屬、過氧化物及金屬碳化物遇水時的反應產物與配平。判斷重點是：金屬遇水常產生氫氣；過氧化物遇水可生成氫氧化物與過氧化氫；碳化物則依碳化物中的碳離子種類，遇水生成烴類氣體或甲烷。

解題方法

先依物質類別判定產物，再以原子數守恆配平。鉀與水生成氫氧化鉀及氫氣；過氧化鈉、過氧化鎂與水生成相應的金屬氫氧化物及過氧化氫。碳化鋰含有類似乙炔根的 $C_2^{2-}$，遇水生成乙炔；碳化鋁遇水則生成甲烷與氫氧化鋁。

各物質反應式

（一）金屬鉀：生成氫氧化鉀與氫氣。

（二）過氧化鈉：生成氫氧化鈉與過氧化氫。

（三）過氧化鎂：生成氫氧化鎂與過氧化氫。

（四）碳化鋰：生成氫氧化鋰與乙炔。

核心觀念

火災中的煙與有毒氣體是造成人命傷亡的主要原因之一。防煙可從不同環節著手：減少煙的發生、限制煙的流動，或將煙排出。若問「防煙最好的方法」，應優先從源頭減少煙的產生。

解題方法

比較各選項的防煙作用層次：

1. 源頭抑制：選用發煙性較小的建築材料，減少火災時煙的生成量。
2. 流動控制：以防煙區劃或防火區劃限制煙火蔓延。
3. 排煙處理：透過排煙設備降低煙在特定空間內的蓄積。

源頭減少煙量，可降低煙進入避難路徑及其他區域的機會，因此本題依官方答案選擇 (B)。

選項分析

核心觀念

本題考火災學中物質依發火特性所作的分類。準自然發火性物質是指在常溫下與空氣接觸，經一段時間後可能自行發熱、發火的物質；判斷重點是物質本身是否容易與空氣中的氧反應，並累積反應熱。

本題依消防設備士考科慣用的物質分類判斷，無須計算或套用化學反應式。

解題方法

逐一辨認選項的主要危險性：鈉是活性很高的金屬，暴露於空氣中會迅速氧化，並可能與水分反應而放熱；赤磷、乙醇與過碘酸則各有不同的燃燒或助燃特性，並非本題所稱的準自然發火性物質。題目並未要求依特定法規條文分類，無須引用法條。

選項分析

核心觀念

本題考查火災的基本特性。火災具有不定性、偶發性及成長性；其中「不定性」指火勢發展、延燒範圍及損害程度難以預先確定，「偶發性」指火災發生具有突發、非預期的特徵，「成長性」則指火勢會隨燃燒條件而擴大發展。

「傳導」是熱傳播的方式之一，與對流、輻射並列，不是火災本身的特性。

解題方法

先辨別各選項是在描述火災發生與發展的性質，還是在描述熱傳播方式。不定性、偶發性、成長性均描述火災的發生或發展特徵；傳導則是熱由高溫處傳向低溫處的機制，因此選出「傳導性」即可。

選項分析

核心觀念

本題考甲烷在空氣中完全燃燒時的化學理論濃度，也就是甲烷與空氣恰好按化學反應所需比例混合時，甲烷占混合氣體的體積百分比。氣體在相同溫度、壓力下，體積比等於莫耳數比。

解題方法

甲烷完全燃燒的反應式為：

每 $1$ 體積甲烷需要 $2$ 體積氧氣。空氣含氧量為 $21\%$，因此提供 $2$ 體積氧氣所需的空氣體積為：

此空氣體積已包含所需的氧氣。甲烷與空氣混合後的總體積為 $1+9.5238$，故甲烷的化學理論濃度為：

核心觀念

本題考查液體的閃火點與可燃蒸氣濃度下限的關係。液體在閃火點時，其蒸氣於液面附近達到燃燒下限；利用該溫度下的飽和蒸氣壓，可估算蒸氣在空氣中的體積百分比。

解題方法

依道耳吞分壓定律，鄰二甲苯蒸氣在混合氣體中的體積百分比為：

其中 $P_v=2.0\ \mathrm{mmHg}$，大氣總壓取 $760\ \mathrm{mmHg}$。代入：

因此，鄰二甲苯的燃燒下限約為 $0.26\%$。

選項分析

核心觀念

本題考各氣體與空氣混合時的爆炸範圍，也就是可燃性氣體在空氣中能形成爆炸性混合氣的濃度區間，通常以體積百分比表示。範圍由爆炸下限至爆炸上限；兩者差值越大，爆炸範圍越廣。

氮氣不燃，沒有爆炸範圍；甲烷、氨與氫則屬可燃氣體，但爆炸範圍寬窄不同。

解題方法

比較各可燃氣體在空氣中的爆炸下限與上限：

• 甲烷：約 $5\%\sim15\%$
• 氨：約 $15\%\sim28\%$
• 氫：約 $4\%\sim75\%$

爆炸範圍寬度可用「上限減下限」比較：

• 甲烷：$15-5=10$ 個百分點
• 氨：$28-15=13$ 個百分點
• 氫：$75-4=71$ 個百分點

核心觀念

本題考查可燃氣體的爆炸界限與壓力的關係。爆炸下限（$LFL$）與爆炸上限（$UFL$）分別是可燃氣體在空氣中能發生燃燒或爆炸的最低、最高濃度；兩者之間的範圍即為爆炸界限。

一般而言，加壓會使多數可燃氣體的爆炸界限變寬。不過，氫氣有較特殊的壓力效應：壓力增加初期，上、下限間距會先縮小；壓力繼續升高後，界限再轉為變寬。

解題方法

題幹的關鍵不是「加壓後爆炸界限通常變廣」，而是問哪種氣體呈現「先狹窄、再變廣」的特殊趨勢。依可燃氣體爆炸界限的壓力特性辨認，氫氣具有此現象，因此選擇 $H_2$。

可以用界限範圍表示：若爆炸下限為 $L$、上限為 $U$，則範圍寬度為

核心觀念

本題考《公共危險物品及可燃性高壓氣體製造儲存處理場所設置標準暨安全管理辦法》第 3 條及附表一所列的公共危險物品分類。以命題當年（民國 112 年）法規為準：

• 第二類：易燃固體，包含赤磷。
• 第三類：發火性液體、發火性固體及禁水性物質，包含黃磷。

兩者名稱相近，但法定分類不同。

解題方法

直接依附表一查對物質名稱與類別：赤磷列在第二類「易燃固體」；黃磷列在第三類「發火性液體、發火性固體及禁水性物質」。因此答案是「第二類、第三類」。

選項分析

核心觀念

本題考《公共危險物品及可燃性高壓氣體製造儲存處理場所設置標準暨安全管理辦法》第三條及其附表一的公共危險物品分類。依命題當年（民國 112 年）法規，公共危險物品分為六類；其中第二類為「易燃固體」，第三類為「發火性液體、發火性固體及禁水性物質」。

法規所稱「易燃性固體」，包括固態酒精，或一大氣壓下閃火點未達攝氏 40 度的固體。因此，本題判斷重點是依我國法規所定的物品分類作答，而非只看物質是否可燃。

解題方法

逐一對照選項與法定分類：固態酒精屬第二類易燃固體；烷基鋁、黃磷及三氯矽甲烷均列於第三類公共危險物品的相關分類。題目問「易燃固體」，故選第二類中的固態酒精。

選項分析

核心觀念

本題考 NFPA 704 危險性物品標示中「反應性」（也稱不穩定性，Instability）的顏色與分級。菱形標示分為四區：藍色代表健康危害、紅色代表燃燒性、黃色代表反應性、白色代表特殊危害。反應性數字由 $0$ 至 $4$，數字越大，表示物質越不穩定、危險程度越高。

反應性 $4$ 級表示物質在常溫常壓下即可自行爆炸或引起爆炸；$3$ 級則表示物質可能因熱或震動而爆炸，或產生爆炸性反應。

解題方法

先辨認反應性所對應的顏色，再確認分級範圍與各級定義。反應性標示在黃色區，分級為 $0$ 至 $4$；因此，敘述「常溫常壓下便會自行爆炸或引起爆炸」符合反應性 $4$ 級。

選項分析

核心觀念

可燃物是指在適當條件下能與氧化劑發生放熱氧化反應，並持續釋出足以維持燃燒的熱量之物質。氮氣雖能在特定條件下與氧形成化合物，但其氧化反應不會像一般燃料氧化那樣釋放可維持燃燒的熱量；本題依官方答案，關鍵在於氧化時為吸熱反應。

解題方法

判斷物質是否屬於可燃物，可先看其與氧化劑反應時的熱效應：能放出熱量並支持燃燒，才符合可燃物的典型特性。氮氣與氧化合形成氮氧化物所需能量高，依本題的命題設定，氧化反應為吸熱，因此不具備一般燃料燃燒所需的放熱特性，選（A）。

選項分析

• (A) 氧化時產生吸熱反應：正確。 氮氣與氧化合需要吸收能量，不能藉由氧化反應放熱來維持燃燒，符合本題所問的主要因素。
• **(B) 閃火點太高：錯誤。

核心觀念

本題考辨認物質的可燃性。可燃性物質能在適當條件下與氧化劑發生燃燒反應。判斷時可先看分子組成：含有碳、氫的有機物常具有可燃性；若分子中的氫被溴、氟等鹵素大量取代，通常較難燃燒，甚至不具可燃性。

解題方法

逐一辨認各物質的燃燒特性。二硫化碳、苯與乙烷都能燃燒；二溴二氟甲烷則屬鹵化烴，分子中的氫已由溴、氟取代，不具一般可燃性，符合題意。

選項分析

• (A) 二硫化碳（$CS_2$）錯誤： 二硫化碳是可燃液體，蒸氣可與空氣形成可燃混合物，點火後會燃燒。

核心觀念

本題考查 Alpert 天花板噴射流（Ceiling Jet Flow）經驗公式中，熱氣流溫升 $\Delta T$ 隨無因次距離 $R/H$ 的變化。$R$ 是天花板上距火源中心軸的水平距離，$H$ 是天花板至可燃物的高度。

在近區 $R/H\leq 0.18$，Alpert 公式為：

其中 $\dot Q$ 為火源熱釋放率。此式沒有 $R$ 項，因此在此範圍內，溫升與 $R^0$ 成正比，也就是不隨 $R$ 改變。

解題方法

核心觀念

本題考查史蒂芬－波茲曼定律（Stefan–Boltzmann law）：物體表面單位時間放射的總輻射能量，與其絕對溫度的四次方成正比。理想黑體的輻射出射度為

其中 $E_b$ 為黑體輻射出射度，$\sigma$ 為史蒂芬－波茲曼常數，$T$ 為絕對溫度，單位須使用 K。

解題方法

直接由公式判斷溫度的指數：$T$ 的次方是 4，因此輻射熱量與輻射物體的絕對溫度四次方成正比。若物體不是理想黑體，實際輻射量還會乘上表面放射率；但溫度的四次方關係仍是本題要掌握的核心。

選項分析

核心觀念

兩個開口串聯時，氣流必須先後通過兩處阻力，不能直接把面積相加。若兩開口的流量係數相同，等效流動面積 $A_e$ 依下式計算：

因此：

解題方法

代入 $A_1=A_2=1.0\ \mathrm{m^2}$：

四捨五入後為 $0.7\ \mathrm{m^2}$。

選項分析

核心觀念

本題考丁烷完全燃燒的化學反應式，以及由理論需氧量換算理論空氣量。理論空氣量是供應燃料完全燃燒所需氧氣的理論最低空氣量；題目給定空氣中氧的重量占比為 $23\%$，因此需氧量除以 $0.23$ 即為理論空氣量。

解題方法

丁烷的化學式為 $\mathrm{C_4H_{10}}$，完全燃燒反應式為：

由反應式可知，$1$ 莫耳丁烷需 $6.5$ 莫耳氧氣。以分子量換算：

• 丁烷分子量：$4(12)+10(1)=58$
• 氧氣分子量：$32$

因此，$58\ \mathrm{kg}$ 丁烷需要 $6.5\times32=208\ \mathrm{kg}$ 氧氣。燃燒 $1\ \mathrm{kg}$ 丁烷所需氧氣為：

氧氣占空氣重量的 $23\%$，故理論空氣量為：

核心觀念

本題考「爆炸」依成因區分為物理性爆炸與化學性爆炸。

• 物理性爆炸：物質本身未發生化學反應，因壓力、溫度或相態急遽改變，造成體積快速膨脹或壓力驟升而爆炸。
• 化學性爆炸：可燃物或爆炸性物質發生燃燒、分解等快速化學反應，迅速產生高溫、高壓氣體而爆炸。

解題方法

先看各選項的主要成因：若爆炸來自燃燒或分解反應，屬化學性；若主要是液體受熱急速汽化、體積膨脹而產生壓力衝擊，則屬物理性。依此判斷，蒸氣爆炸符合物理性爆炸的分類。

選項分析

核心觀念

硝化纖維的硝化度，指纖維素每個葡萄糖單元中，羥基被硝酸酯基取代的比例；以題目給定的化學式計算時，可用硝酸酯基的質量占整個化學式分子量的百分比表示。

解題方法

題目化學式為 $C_{24}H_{32}O_{12}(NO_3)_8$，表示含有 8 個 $NO_3$ 基。先算硝酸酯基的總質量，再除以化合物總分子量：

化合物總分子量為：

因此硝化度為：

然而，題目選項與此結果不符。官方答案 B 的 $11.11\%$，相當於以 8 個硝酸酯基除以分子式中的 72 個氫、氧相關原子數等方式計算，並非依通常的「硝酸酯基質量百分比」定義得出。

核心觀念

通風控制燃燒是指建築物內可燃物充足，但供氧受限，燃燒速率主要受進入火場的空氣量控制。空氣中的氧氣是燃燒所需的反應物；通風不足時，即使仍有可燃物，燃燒也無法只靠增加燃料而持續加快。

解題方法

先判斷火災屬於哪一種控制狀態：

• 燃料控制：氧氣供應充足，燃燒速率主要受可燃物的性質、數量及表面積等影響。
• 通風控制：氧氣供應不足，燃燒速率主要受流入火場的空氣量限制。

題目已明確指出是通風控制燃燒，因此應選擇直接代表氧氣供應條件的「流入空氣量」。

選項分析

核心觀念

本題考完全氧化燃燒時的理論空氣需求量。理論空氣量是讓燃料恰好完全燃燒所需的最低空氣量；燃料含碳、氫、氧時，可先計算每莫耳燃料所需的氧氣莫耳數，再換算成空氣量。

對燃料 $C_xH_yO_z$，完全燃燒反應為：

空氣中的氧氣比例對各選項相同，因此比較理論空氣需求量，只要比較每莫耳燃料所需的氧氣莫耳數。

解題方法

依分子式代入公式，計算各燃料每莫耳完全燃燒所需的氧氣：

• 丙三醇 $C_3H_8O_3$：$3+\frac{8}{4}-\frac{3}{2}=3.5$ mol $O_2$
• 丙烯 $C_3H_6$：$3+\frac{6}{4}=4.5$ mol $O_2$
• 丙烷 $C_3H_8$：$3+\frac{8}{4}=5$ mol $O_2$
• 丙酮 $C_3H_6O$：$3+\frac{6}{4}-\frac{1}{2}=4$ mol $O_2$

核心觀念

本題考查燃燒熱與燃燒下限的關係。依 Burgess-Wheeler 定理，氣態可燃物的燃燒下限可用下式估算：

$L=\frac{K}{Q}$

其中 $L$ 為燃燒下限（體積百分率），$Q$ 為每莫耳可燃物完全燃燒所放出的熱量（$\mathrm{kcal/mol}$），本題採用 $K=1{,}100$。

解題方法

反應式表示 $2$ 莫耳乙烷完全燃燒會放出 $3{,}120\ \mathrm{kJ}$，因此每莫耳乙烷的燃燒熱為：

$Q=\frac{3{,}120}{2}=1{,}560\ \mathrm{kJ/mol}$

依題示換算 $1\ \mathrm{cal}\fallingdotseq4.2\ \mathrm{J}$：

$Q=\frac{1{,}560{,}000}{4{,}200}=371.4\ \mathrm{kcal/mol}$

代入 Burgess-Wheeler 定理：

核心觀念

本題考查兩種可燃性氣體混合後燃燒下限的計算。混合氣體的燃燒下限可依 勒沙特列混合法則計算：

其中 $L_{\text{mix}}$ 為混合氣體的燃燒下限，$L_i$ 為各成分的燃燒下限，$y_i$ 為各成分在可燃氣體混合物中的比例，且 $\sum y_i=1$。

解題方法

兩種氣體等比例混合，因此各占可燃氣體混合物的 $50\%$，即 $y_1=y_2=0.5$。代入公式：

因此：

核心觀念

本題考可燃性氣體混合物的最小發火能量（Minimum Ignition Energy, MIE）與環境條件的關係。最小發火能量是指在特定條件下，使可燃性混合物發生發火所需的最低能量。題目限定「在最小發火壓力以上」，重點是比較氣體組成改變時，混合物對點火的敏感程度。

氧氣是燃燒反應的助燃物。提高環境氧氣濃度，可使燃燒反應較容易進行，所需點火能量因而降低。

解題方法

逐項判斷條件改變後，混合物是更容易還是更不容易發火：

• 增加助燃物，通常使發火更容易，最小發火能量下降。
• 降低可燃物濃度或增加鈍性氣體，會使混合物較難發火，最小發火能量上升。
• 降低壓力不會使本題所問的最小發火能量下降。

因此，符合「最小發火能量下降」的是提高環境氧氣濃度。

選項分析

核心觀念

本題考「空氣中氧氣比例增加」對可燃性氣體燃燒範圍的影響。燃燒需要燃料、氧氣與足夠能量；當助燃物氧氣增加時，混合氣體在較高燃料濃度下仍可能維持燃燒，因此可燃範圍會擴大，尤其可燃濃度上限（Upper Flammable Limit, UFL）提高較明顯。

可燃濃度下限（LFL）是燃料濃度過低、熱量不足以維持火焰傳播的界線；可燃濃度上限則是燃料過濃、氧氣不足以支持燃燒的界線。提高氧氣比例，主要緩解的是上限處的缺氧條件。

解題方法

先判斷氧氣在燃燒中的角色：氧氣是助燃物，增加氧氣比例會使氧氣不足的情況較不容易發生。故在燃料濃度較高時，混合氣仍能燃燒，燃燒範圍向較高燃料濃度方向延伸，受影響較明顯的是可燃濃度上限。

選項分析

核心觀念

本題考可燃性氣體與空氣混合後的燃燒範圍。可燃性氣體在空氣中的濃度須介於燃燒下限（LFL，也稱爆炸下限）與燃燒上限（UFL，也稱爆炸上限）之間，才可能形成可燃混合氣：

$\text{燃燒下限} \leq \text{可燃氣體濃度} \leq \text{燃燒上限}$

燃燒下限愈低，代表只要少量可燃氣體混入空氣，就可能達到可燃濃度，因此洩漏後形成燃燒或爆炸危險的條件較容易成立。

解題方法

比較各選項對可燃混合氣形成的影響，判斷哪一項會讓氣體在較不利的條件下仍容易進入燃燒範圍。降低燃燒下限會擴大可燃氣體能被點燃的濃度區間，並使少量洩漏就可能達到可燃濃度，所以風險相對較高。

選項分析

(A) 較低的環境氧氣濃度：錯誤。 燃燒需要氧氣。環境氧氣濃度降低，通常會使燃燒較不易維持，也可能使可燃混合氣無法達到燃燒所需條件，並非風險相對較高的條件

核心觀念

靜電災害的預防，可分為「減少靜電產生」與「防止靜電蓄積」兩類。材料接觸、分離或摩擦時，可能因電荷轉移而產生靜電；若電荷無法逸散而累積，放電時便可能引燃可燃性氣體、蒸氣或粉塵。

接地是將設備或導體與大地連接，提供電荷逸散的通路，使已產生的靜電不致蓄積。因此，接地屬於防止靜電蓄積的措施。

解題方法

抓住題幹的分類關鍵：「防止靜電蓄積」與「減少靜電產生」不同。逐一判斷選項是降低電荷生成，還是讓已生成的電荷能夠逸散，即可作答。

選項分析

• (A) 接地：正確。 接地使靜電荷有路徑流向大地，主要作用是避免電荷蓄積，符合題幹所問。
• **(B) 選擇比電容率相近的材料：錯誤。

核心觀念

閃燃是室內火災發展過程中的急遽轉變：火焰與熱煙層加熱室內可燃物，使其表面大量熱解並產生可燃性氣體；當室內溫度與輻射熱達到足以使多數可燃物幾乎同時著火的程度，火勢便迅速擴大至整個空間。

火載量代表室內可燃物所能提供的總燃燒能量。火載量越大，火災發展時可供燃燒的能量越多，室內溫度與熱輻射越容易快速升高。因此，減少室內火載量有助於降低火勢成長與熱累積，進而延緩閃燃。

解題方法

本題要找能防止或延緩閃燃的措施。判斷重點是措施是否能減少燃燒能量，或降低室內熱累積、可燃物受熱的速度。選項 D 直接減少室內可燃物及其總燃燒能量，符合延緩閃燃的原理。

選項分析

• **(A) 使用熱傳導係數較低的裝潢材料：錯誤。**熱傳導係數低，表示材料不易將熱傳至內部；但這不等於材料本身不燃，也不必然降低室內火載量。材料表面仍可能受熱、熱解或燃燒，不能據此判定可有效延緩閃燃。

核心觀念

本題考查火場在消防滅火或救援作為介入後，哪些燃燒狀態容易引發複燃。複燃是指火勢受到抑制或一度熄滅後，火場中仍有可燃物、可燃氣體或高溫熱源；當新鮮空氣進入或條件改變時，燃燒再次發生。

封閉空間中的高溫悶燒，常因通風不足而未能完全燃燒，火場內可能累積未燃燒的可燃氣體與熱解產物。開門、破窗或救援破壞等作為改變通風條件後，氧氣進入，便可能使這些可燃物重新燃燒。

解題方法

先辨認各選項描述的是哪類火災現象，再判斷它是否代表火場中仍有足以在後續通風或救援作為介入後重新燃燒的條件。關鍵線索是「封閉式高溫悶燒」：封閉、高溫、缺氧悶燒，容易留下未燃氣體及熱解產物；通風條件一改變，複燃風險便升高。

選項分析

(A) 天花板下熱煙層的輻射回饋使可燃物快速升溫：錯誤。 熱煙層的輻射回饋會加速可燃物受熱與熱解，屬於火勢成長的促進因素，但選項著重的是燃燒發展過程，未指出封閉缺氧下累積未燃可燃物、再因通風改變而複燃的狀態。

核心觀念

沸溢（boilover）是重質油品長時間燃燒時，油槽內形成的高溫熱波向下傳遞，逐漸加熱槽底水層；當水層受熱急速汽化、體積膨脹，便會把上方燃燒中的油料猛烈推濺出槽，形成大規模火焰與油料噴散。

本題要分清楚：沸溢的主要機制是槽底水層受熱汽化與膨脹，而不是油層中乳化水受熱沸騰。

解題方法

辨認沸溢的關鍵，先看熱量如何傳遞：重油燃燒形成高溫熱波，熱波向下傳至槽底並加熱水層。水受熱後汽化，蒸氣迅速膨脹，將油料向上推濺。因此，凡是描述「向下傳遞的熱波」或「槽底水層受熱汽化」的敘述，均符合典型沸溢機制；把起因說成油層中的乳化水，則不符合本題採用的定義。

選項分析

核心觀念

本題考查滅火藥劑的供給率、界限供給率、滅火時間與必要藥劑量之間的關係。

• 供給率：單位時間內供給滅火藥劑的量。
• 界限供給率：使火勢得以撲滅所需的最低供給率。供給率必須高於此界限，才能有效滅火。
• 必要量：完成滅火所需的藥劑總量；供給率提高會縮短滅火所需時間，但不代表總藥劑量必然減少。

解題方法

逐一判斷各選項描述的關係。關鍵在區分「供給率」（每單位時間供給量）與「必要量」（滅火所需總量）：提高供給率通常能加快滅火，但不能據此推論總用藥量會降低。

選項分析

(A) 供給率需高於界限供給率始可滅火：正確。 供給率低於界限供給率時，藥劑無法有效壓制燃燒，難以使火勢熄滅；高於界限供給率才具備有效滅火條件。

核心觀念

本題考二氧化碳滅火時，利用加入二氧化碳降低空間內氧氣體積濃度，使燃燒環境達到鈍化條件。密閉空間中的氣體體積按體積比例計算，原有空氣的氧氣體積為空間體積的 $21\%$。

解題方法

空間體積為：

原有氧氣體積：

設加入 $x\ \mathrm{m^3}$ 的二氧化碳，混合後總氣體體積為 $400+x$，氧氣體積仍為 $84\ \mathrm{m^3}$。要使氧氣濃度降至 $15\%$ 以下，臨界用量須滿足：

解得：

因此，加入 $160\ \mathrm{m^3}$ 時氧氣濃度恰為 $15\%$；若嚴格要求「低於」$15\%$，實際用量須略大於 $160\ \mathrm{m^3}$。

核心觀念

本題考查可燃物的表面積與體積比，以及固體燃料受熱時的升溫、熱傳與起燃特性。木材切碎成木屑後，總體積大致相同，但外露表面積增加，單位質量可接觸空氣及受熱的面積也隨之增加。

解題方法

判斷各選項是否符合「木塊變成木屑」後的物理變化。表面積增加會使燃料更容易與空氣接觸，也更容易吸收熱量；但這不代表木材本身的熱傳導係數會因此改變。熱傳導係數是材料本身的性質，不能直接由形狀或尺寸改變推論其變小。

選項分析

(A) 與空氣接觸的比表面積變大：正確。 木材切成較小木屑後，原先切割形成的新表面暴露於空氣中，單位質量的外露表面積增加，有利於氧氣接觸與熱交換。

核心觀念

本題考查氣體經門縫流動時，體積流率與壓差的關係。把門縫視為固定面積的開口，忽略氣體密度變化與流動係數變化，開口流動的體積流率可近似表示為：

$Q=C_d A\sqrt{\frac{2\Delta P}{\rho}}$

其中 $Q$ 為體積流率、$C_d$ 為流量係數、$A$ 為門縫有效面積、$\Delta P$ 為門兩側壓力差、$\rho$ 為氣體密度。因此，在其餘條件不變時，$Q$ 與壓差平方根成正比。

解題方法

壓力差加倍後，新的體積流率為：

因此，體積流率約增為原來的 $1.4$ 倍，選項 (D) 正確。壓差雖加倍，流率不會跟著加倍，因為流率與壓差的關係是平方根，而非正比。

核心觀念

本題考「分解爆炸性氣體」的爆炸特性，以及分解爆炸界限和一般燃燒界限的差異。可燃性氣體通常與氧化劑混合後燃燒；但分解爆炸是氣體分子本身快速分解、放熱並產生氣體，不一定需要氧氣參與。

因此，判斷關鍵是：分解爆炸界限不等同於燃燒界限。兩者的反應機制不同，不能視為同一組濃度界限。

解題方法

逐項檢視敘述是否符合分解爆炸的特性。尤其要區分：

• 燃燒界限：可燃物與氧化劑混合後，能維持燃燒的濃度範圍。
• 分解爆炸界限：可燃氣體在特定條件下自行分解並發生爆炸的濃度或壓力範圍。

分解爆炸可由壓力、溫度等條件促發，或因放熱反應累積而加速；其界限不能直接套用燃燒界限。

選項分析

(A) 分解爆炸大多發生於高壓狀態下：正確。 具有分解爆炸性質的氣體，在高壓下較容易發生快速分解爆炸；壓力是影響其爆炸危險的重要條件。

核心觀念

本題比較粉塵爆炸與氣體爆炸的燃燒及爆壓特性。粉塵爆炸是可燃性固體微粒懸浮於空氣中，與氧氣混合後迅速燃燒所形成的爆炸；氣體爆炸則是可燃氣體與空氣混合後燃燒。粉塵顆粒需先受熱、揮發或分解，燃燒反應才會進行，整體火焰傳播與壓力上升通常較氣體爆炸緩慢。

解題方法

比較四項性質時，掌握粉塵爆炸的典型特徵：相較於氣體爆炸，粉塵通常需要較高的起火能量與起火溫度；由於燃燒傳播較慢，爆炸壓力上升速率較低。粉塵爆炸仍可能造成嚴重破壞，且沉積粉塵被揚起後可能引發二次爆炸，因此不能據此認定其破壞力較低。

選項分析

核心觀念

粉塵爆炸需要可燃粉塵分散於空氣中，並與氧氣混合至可燃範圍，再遇到足以引燃的能量。提高粉塵環境的濕度，可使粉塵吸附水分、增加顆粒間的凝聚，降低粉塵飛揚與懸浮的程度，也能減少靜電累積，因此有助於降低粉塵爆炸的危險。

解題方法

判斷各措施對粉塵爆炸條件的影響：若使可燃粉塵更容易懸浮、燃燒或引爆，安全性就會降低；若能減少粉塵分散或抑制點火，就有助於提高安全性。四個選項中，提高環境濕度最符合抑制粉塵飛揚及靜電危害的方向。

選項分析

核心觀念

環氧乙烷除了能與空氣中的氧氣燃燒，也具有不依賴外界氧氣即可分解爆炸的危險性。升高環境溫度會使分解反應更容易發生，因而使可發生分解爆炸的濃度範圍擴大。

這題考的是溫度對可燃物爆炸濃度範圍的影響：溫度升高時，可燃物的爆炸下限通常下降、爆炸上限通常上升，因此爆炸範圍擴大。

解題方法

判斷題目問的是升溫對「分解爆炸」的影響，而不是起爆能量。掌握升溫使爆炸濃度範圍擴大的原則，即可判定選項 B。

選項分析

• (A) 提高分解爆炸的起爆能量：錯誤。 升高溫度通常會使反應更容易進行，不能據此推論起爆能量提高；本題所考的是爆炸濃度範圍的變化。

核心觀念

本題考查大樓在煙囪效應下，外部風壓如何影響建築物的進排氣。風作用在建築外牆會形成風壓差，使迎風面較容易進氣、背風面較容易排氣；風速增加時，風壓作用增強，因此可能提高背風面的排煙速率。

風壓大小與風速平方成正比，可用下式表示：

其中 $q$ 為動壓、$\rho$ 為空氣密度、$V$ 為風速。風速加倍時，動壓約增為四倍，而非兩倍。

解題方法

題幹限定風向不變，且大樓仍處於煙囪效應下，因此重點是風速增加對外牆風壓及排煙的影響。風速加倍會加強迎風面與背風面的壓力差；在煙囪效應仍存在的條件下，背風面的抽吸作用增強，有利於煙氣由背風面排出，故排煙速率提升。

選項分析

核心觀念

本題考查理論空氣量下完全燃燒的產物組成，以及燃燒廢氣冷卻至常溫後，如何計算乾燒成氣體中的二氧化碳體積濃度。氣體體積比可視為莫耳數比；冷卻至常溫後，生成水凝結成液態，因此計算濃度時不計入水蒸氣。

解題方法

先寫出乙醇完全燃燒反應式：

每燃燒 $1$ mol 乙醇，理論上需要 $3$ mol 氧氣。若空氣以氧氣占 $21\%$、氮氣占 $79\%$ 計，伴隨供入的氮氣為：

冷卻至常溫後，$3$ mol 水蒸氣凝結為液態；乾燒成氣體只包含 $2$ mol 二氧化碳與 $11.29$ mol 氮氣。因此二氧化碳濃度為：

核心觀念

本題考查煙霧的減光率與光學濃度。光學濃度可表示為：

$D=\log_{10}\left(\frac{I_0}{I}\right)$

其中 $I_0$ 為入射光強度，$I$ 為透射光強度。減光率為 $R=1-I/I_0$，所以透光率為 $1-R$。

同一煙霧層的光學濃度與光程長度成正比；距離光源加倍時，光程加倍，光學濃度也加倍。

解題方法

距離 $2$ 公尺處的減光率為 $20\%$，因此透光率為 $80\%$。該處的光學濃度為：

$D_1=\log_{10}\left(\frac{1}{0.8}\right)=\log_{10}\left(\frac{100}{80}\right)$

距離加倍後，光程加倍，故：

因此新透光率為：