114年:呼治儀器

當氣體由氣源被引入鋼瓶時,灌充速度須控制在多少psig/min 以下,直到達到被允許的壓力?

A500
B400
C300
D200

詳細解析

本題觀念:

壓縮氣體鋼瓶灌充(filling/charging)速率的安全上限——控制在 200 psig/min 以下,以避免絕熱壓縮產生的過度升溫導致鋼瓶損壞或爆炸。

選項分析

  • (A) 500 psig/min:不正確。此速率過快,絕熱壓縮產生的熱量會使鋼瓶溫度急劇上升,增加材料疲勞和爆裂風險。
  • (B) 400 psig/min:不正確。同樣超過安全上限,快速灌充會造成鋼瓶應力集中與過熱。
  • (C) 300 psig/min:不正確。雖然比 A、B 慢,但仍超過呼吸治療教材建議的安全灌充速率上限。
  • (D) 200 psig/min ✓:正確。根據呼吸治療教材(Egan's Fundamentals of Respiratory Care),鋼瓶灌充速率應控制在 200 psig/min 以下,以防止絕熱壓縮過熱。

答案解析

氣體灌充入鋼瓶時會產生**絕熱壓縮(adiabatic compression)**效應:

  1. 物理原理:氣體被壓縮時,分子動能增加 → 溫度上升。如果壓縮過快,產生的熱量來不及散逸到環境中。

  2. 危險後果:

    • 鋼瓶金屬疲勞:反覆快速升溫/降溫損害材料強度
    • 爆炸風險:溫度過高可能超過鋼瓶設計耐受值
    • 充填不足:加熱

...(解析預覽)...