111年:藥學三(第2次)

將25 g玉米澱粉置於漏斗上,從 10 cm 高度以自由落體狀態至玻璃平台上,當粉體停止流動自然堆疊成一角錐狀時,經測量在平台底部直徑為 5.0 cm ,其堆疊高度為 2.5 cm ,則此檢品之安息角( angle of repose )約為:

A10o
B20o
C30o
D45o

詳細解析

本題觀念:

本題考查的是粉體流動性(Powder Flowability) 的評估指標之一:安息角(Angle of Repose, θ\theta 的計算。

安息角是指粉體自然堆積成圓錐體時,圓錐體的斜面與水平面之間的最大夾角。此角度越小,代表摩擦力越小,粉體的流動性越好;角度越大,代表粉體流動性越差。

選項分析

計算安息角的公式為: tan(θ)=hr\tan(\theta) = \frac{h}{r} 其中:

  • hh 為圓錐體堆疊的高度 (height of the cone)
  • rr 為圓錐體底部的半徑 (radius of the base)

根據題目提供的數據:

  1. 堆疊高度 (hh):題目指出堆疊高度為 2.5 cm
    • 注意:題目提及的「從 10 cm 高度自由落體」是實驗操作條件(固定高度法或類似變體),用於確保實驗的一致性,並非計算公式中的堆疊高度。
  2. 底部直徑 (DD):題目指出平台底部直徑為 5.0 cm
  3. 底部半徑 (rr):半徑為直徑的一半,即 r=5.02=2.5r = \frac{5.0}{2} = 2.5 cm。

將數值代入公式:

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