有關液態氧之敘述，下列何者正確？①液氧罐內測得氣體壓力，為液面的蒸氣壓力 ②液氧裝置不用時，也會排出氣體 ③液氧裝置靠近熱源，會加速氧氣排出 ④液氧裝置為不具洩壓裝置的低壓力系統

本題觀念：

液態氧（LOX）系統的物理特性、壓力行為與安全裝置。

選項分析

• ✅ ①液氧罐內測得氣體壓力，為液面的蒸氣壓力：正確。液態氧儲槽內部處於氣液平衡狀態，槽內壓力計所測得的壓力即為該溫度下液態氧表面的飽和蒸氣壓。溫度越高，蒸氣壓越高。
• ✅ ②液氧裝置不用時，也會排出氣體：正確。即使不使用，環境熱量仍會持續滲入絕緣層（heat leak），使少量液氧蒸發為氣體（boil-off），槽內壓力逐漸升高；當壓力超過設定值時，洩壓閥會自動排出多餘氣體以維持安全壓力。
• ✅ ③液氧裝置靠近熱源，會加速氧氣排出：正確。靠近熱源增加熱量滲入速率，加速液氧蒸發（boil-off rate 上升），使槽內壓力更快升高，洩壓閥啟動頻率增加，氧氣排出速度加快。因此液氧設備應遠離熱源存放。
• ❌ ④液氧裝置為不具洩壓裝置的低壓力系統：錯誤。液氧裝置雖為低壓系統（操作壓力通常 2-20 bar），但一定配備洩壓裝置。標準配置包括：一次洩壓閥（primary pressure relief valve）和二次洩壓閥或爆裂片（rupture disc），以防止因蒸發導致壓力過高而發生爆炸。沒有洩壓裝置的低溫儲槽會有爆裂風險，這是絕對不允許的。

答案解析

①②③正確，④錯誤（液氧裝置必定具備洩壓裝置），答案為 (A) ①②③。

關鍵概念：液氧系統雖操作壓力低，但環境熱量無法完全隔絕，boil-off 不可避免，因此洩壓裝置（pressure relief device）是強制性安全配件。

核心知識點

1. 液氧儲槽內壓力 = 液面蒸氣壓，受溫度影響。
2. Boil-off（蒸發損耗）是不可避免的現象，即使靜置不用也會發生。
3. 靠近熱源會加速 boil-off → 加速氧氣排出。
4. 所有液氧設備必備洩壓裝置（一次洩壓閥 + 爆裂片），保障壓力安全。
5. 居家型液氧系統正常 boil-off 率約 <0.5%/day。

參考資料

1. DSW Gas Cylinder - How Do Liquid Oxygen Tanks Work?
2. Wermac - Avoid Boil-off Gas in Cryogenic Tanks
3. N2 Solutions - Understanding Cryogenic Tanker Venting