消防設備士普通考試-消防設備士火災學概要108 年第 6 題單選題
當受熱平面與熱輻射線方向垂直時,其輻射角為0度;兩者平行時,輻射角為90度。假設輻射源強度不變,當受熱平面由垂直逐漸傾斜,致使輻射角由0度增加至60度時,該平面所受的輻射熱通量變為原來的若干倍?
A1/3
B30.5/2
C1/2正確答案
D1/20.5
C正確答案
輻射熱通量與輻射角的餘弦值成正比,直接計算 cos(60°) = 1/2 即可得出答案。
為什麼答案是 C
依據蘭伯特餘弦定律,接收的輻射熱通量與輻射角(法線夾角)的餘弦成正比。cos(60°) = 1/2,故變為原來的 1/2 倍。
載入中…
完整詳解
Pro · 無限重點 輻射熱通量與輻射角的餘弦值成正比,直接計算 cos(60°) = 1/2 即可得出答案。
記住蘭伯特餘弦定律:熱通量 ∝ cos(θ)。題目給定 θ=60°,cos(60°) = 1/2,秒殺!
逐選項分析
A✕
1/3 並非任何常見特殊角的三角函數值,與輻射熱通量計算無關。
B✕ 陷阱
此為 cos(30°) 或 sin(60°) 的值(排版原意為 √3/2)。若誤用正弦函數或搞錯角度定義,容易誤選此項。
C✓ 正確
依據蘭伯特餘弦定律,接收的輻射熱通量與輻射角(法線夾角)的餘弦成正比。cos(60°) = 1/2,故變為原來的 1/2 倍。
D✕
此為 cos(45°) 的值(排版原意為 1/√2),與題目給定的 60° 不符。
常見輻射角與熱通量倍數對照表
| 輻射角 (θ) | 計算公式 | 熱通量倍數 |
|---|
| 0° (垂直) | cos(0°) | 1 倍 (最大值) |
| 30° | cos(30°) | √3/2 倍 (約 0.866) |
| 45° | cos(45°) | √2/2 倍 (約 0.707) |
| 60° | cos(60°) | 1/2 倍 (0.5) |
| 90° (平行) | cos(90°) | 0 倍 (接收不到) |
考生最常犯的錯誤是搞錯「角度定義」或誤用「正弦函數(sin)」。題目已貼心說明「垂直時輻射角為0度」,這代表角度是與「平面法線」的夾角,因此必須使用餘弦函數 cos(θ) 來計算投影面積的衰減。