一般警察人員考試四等考試-消防警察人員類別火災學概要110 年第 3 題單選題
燃燒產生的高溫氣體向上浮起,為下列何種力造成的?
A正確答案
熱氣上升的本質是浮力,而浮力來自重力場中密度差造成的壓力差,因此根本來源是『重力』。
為什麼答案是 A
高溫氣體密度比周圍冷空氣小,在重力場中受到的向下重力較小,周圍冷空氣下沉把熱氣擠上去,形成浮力。浮力本質上是重力作用下密度差的結果。
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完整詳解
Pro · 無限重點 熱氣上升的本質是浮力,而浮力來自重力場中密度差造成的壓力差,因此根本來源是『重力』。
浮力 = 重力的副產品。沒有重力就沒有上浮現象(想像太空中火焰呈球狀不會上升)。
逐選項分析
A✓ 正確
高溫氣體密度比周圍冷空氣小,在重力場中受到的向下重力較小,周圍冷空氣下沉把熱氣擠上去,形成浮力。浮力本質上是重力作用下密度差的結果。
B✕
庫倫力是帶電粒子之間的靜電作用力,與氣體上浮無關。高溫氣體分子整體呈電中性,不會因庫倫力而上升。
C✕
表面張力是液體表面分子間的內聚力(如水珠呈球狀),屬於液體現象,與氣體在空氣中的流動上升無關。
D✕
強作用力是原子核內夸克與核子間的作用力,作用距離極短(約10⁻¹⁵公尺),與巨觀的氣體流動完全無關。
四大基本力 vs 火災學相關性
| 力 | 作用範圍 | 火災中角色 | 是否造成熱氣上升 |
|---|
| 重力 | 巨觀、長距離 | 造成浮力、熱煙上升 | ✅ 是 |
| 電磁力(含庫倫力) | 原子到巨觀 | 化學鍵、輻射熱 | ❌ 否 |
| 強作用力 | 原子核內 | 核反應才有關 | ❌ 否 |
| 弱作用力 | 原子核內 | 放射衰變相關 | ❌ 否 |
考生直覺會想「熱氣上升是浮力」而找不到選項,誤以為答案有誤。其實浮力的根源就是重力——在無重力環境(如太空站)中,火焰不會上升而呈球形擴散,這正證明熱煙上升需要重力場。