111年:基礎呼治

有關氧氣濃縮機的敘述,下列何者錯誤?

A是壓縮氣體鋼瓶(compressed-gas cylinders)的替代方式
B分子篩式(molecular sieve)是用壓力變換吸附法(pressure swing absorption, PSA)的運作原理濃縮出較高濃度之氧氣
C半透塑膠模式(semipermeable membranes)是根據大氣中的氣體以不同的擴散速率通過膜片的方式濃縮氧氣,其中N₂擴散速率最快
D分子篩式(molecular sieve)在設定流量<6升/分鐘時,可產生約93%的氧氣濃度

詳細解析

本題觀念:

氧氣濃縮機(oxygen concentrator)是居家氧氣治療中,取代壓縮氣體鋼瓶(compressed-gas cylinder)的常見裝置,主要有兩種濃縮原理:分子篩式(molecular sieve)利用壓力變換吸附法(pressure swing adsorption, PSA),以沸石(zeolite)分子篩優先吸附氮氣、留下濃縮的氧氣;半透塑膠膜式(semipermeable membrane)則是利用不同氣體分子通過膜片的擴散速率不同,來分離、濃縮氧氣。本題考的是這兩種濃縮原理的細節,並找出「何者錯誤」的敘述。

選項分析

選項判斷理由
A 是壓縮氣體鋼瓶的替代方式✅正確氧氣濃縮機直接從空氣中濃縮氧氣,不需頻繁更換鋼瓶,是居家或不便使用鋼瓶場合的常見替代方案
B 分子篩式是用壓力變換吸附法濃縮氧氣✅正確分子篩式濃縮機以沸石分子篩在高壓下優先吸附氮氣(氮分子較氧分子略大、極性不同,更易被吸附),使氧氣濃縮通過,低壓時再釋放吸附的氮氣完成再生循環,此即PSA原理
C 半透塑膠模式中N₂擴散速率最快(答案)❌錯誤半透膜濃縮原理是利用氣體分子通過聚合物膜的擴散速率差異來分離氣體,實際上是「氧氣」相對氮氣更容易、更快穿透此類膜材,因此濃縮出的氣

...(解析預覽)...