111年:呼吸器原理

使用半透膜原理的製氧機,可提供病人1~10 L/min的飽和水蒸氣氣流,此氣流的氧氣濃度為多少%?

A40
B60
C80
D95

詳細解析

本題觀念:

本題考半透膜(semipermeable membrane)原理製氧機所能提供的氧氣濃度上限。這類製氧機的運作原理是讓氧氣分子比氮氣分子更容易穿透薄膜,藉此提高氧氣的相對濃度,但受限於膜材本身的選擇性,能達到的最高氧氣濃度有其上限,與另一種常見的分子篩式(molecular sieve)製氧機能達到的濃度不同。

選項分析

A. 40%:半透膜式製氧機因原理限制,最高濃度僅能達到約40%左右,且濃度會隨流量而變化(低流量濃度較高),與文獻實測數值相符 — ✅ 正確,為官方答案。

B. 60% — ❌ 超過半透膜式製氧機的實際能力上限。

C. 80% — ❌ 遠超過半透膜式製氧機的實際能力上限。

D. 95% — ❌ 這是分子篩式(molecular sieve)製氧機才能達到的高濃度,並非半透膜式的能力範圍。

答案解析

半透膜式製氧機利用氧氣分子較容易穿透膜材的特性提高氧氣濃度,單次通過膜約可達35%,雙次通過可達約50%,但整體受膜材選擇性限制,最高濃度通常在約35%至45%之間,實測在低流量(如2 L/min)操作時濃度約在36.5%左右。相較之下,分子篩式製氧機可達90%以上的高濃度氧氣。四個選項中,40%最貼近半透膜式製氧機的實際能力上限,因此正確答案為A。

核心知識點

  1. 半透膜式製氧機原理:氧氣分子較氮氣分子更易穿

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