5 對含等量甲烷分別添加不活潑性氣體氮（N2）、氦（He）、氬（Ar）等三種，在相同濃度及氣壓條件下，其所需最 小發火能量分別為 a、b、c，則 a、b、c 的大小關係為何？
(A) a＜b＜c
(B) a＝b＝c
(C) a＞b＞c
(D) b＞a＞c

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統計： A(338), B(175), C(504), D(1400), E(0) #778378

詳解 (共 5 筆)

#3858395

依聖經內文，

添加不活潑氣體可以增大發火能量(不易燃)，

而增大的效果為氦>氮>氬。

此乃氦之熱傳導度最高的原因。


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#1964407
b氦分子量約為4 a氮分子量28 c氬分...
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#3345394

simian019    給的分子量 是錯的吧

9版Ｐ. 69

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#3727208
求解為什麼 想了解原理 是 因為週...
(共 88 字，隱藏中）
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#7384515
這個大小關係 \(b > a > c\)（He > N₂ > Ar） 的核心原因，在於這三種惰性氣體的「熱導率（Thermal Conductivity）」與「熱容量（Heat Capacity）」存在差異，這會直接影響系統的散熱速度與點火所需的能量。
以下為您詳細解析原因：
1. 為什麼 氦氣（b）所需能量最大？
  • 超高的熱導率：氦氣（He）是輕氣體，其熱傳導能力極強（約為氮氣的 5 到 6 倍）。
  • 散熱極快：當點火源（如火花）試圖加熱甲烷混合氣體時，氦氣會瞬間將核心的熱量快速傳導、發散到周圍空間。
  • 結論：因為熱量被氦氣大量「偷走」，火源很難把局部溫度加熱到燃燒所需的臨界點，因此需要最高的最小發火能量（MIE），即 b 最大。
2. 為什麼 氬氣（c）所需能量最小？
  • 極低的熱容量與熱導率：氬氣（Ar）是單原子重氣體。它的比熱容（加熱它所需熱量）很低，且熱導率在三者中最低（散熱最慢）。
  • 熱量高度集中：點火源產生的熱量不易被氬氣傳導散失，能高度集中在點火核心區域，使局部溫度迅速飆升。
  • 結論：熱量幾乎不流失，甲烷非常容易被點燃，因此所需的點火能量最低，即 c 最小。
3. 為什麼 氮氣（a）介於兩者之間？
  • 雙原子分子的熱容影響：氮氣（N₂）是雙原子分子。雖然它的熱導率比氦氣低很多（散熱較慢），但因為它有較多的分子運動自由度（轉動、振動），其分子熱容量（Heat Capacity）明顯高於單原子的氦與氬。
  • 吸收熱量多：氮氣本身會像海綿一樣吸收較多熱量，導致火焰溫度降低。
  • 綜合效果：氮氣因為「高熱容、低熱導」，氦氣因為「極高熱導」，兩者對抗點火的機制不同。在一般甲烷惰化實驗中，氦氣的超高散熱能力對點火的抑制效果大於氮氣的熱容吸收效果。因此氮氣所需的能量低於氦氣，但高於氬氣。
? 總結關係
  • 氦 (b)：散熱極快 \(\rightarrow \) 最難點燃 \(\rightarrow \) 能量需求最高
  • 氮 (a)：吸熱較多、散熱中等 \(\rightarrow \) 難度居中 \(\rightarrow \) 能量需求居中
  • 氬 (c)：不散熱、不吸熱 \(\rightarrow \) 最易點燃 \(\rightarrow \) 能量需求最低
因此，最小發火能量的大小順序為：b（He）＞ a（N₂）＞ c（Ar） By google AI 
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