107年:呼治儀器(2)

有關氦氣的敘述,下列何者錯誤?

A為惰性氣體比重高於空氣
B為熱、聲波、電的良好傳導體
C80%氦氣與20%氧氣混合可治療重度氣道阻塞的病人
D氦氧混合氣可用於肺功能檢查以測量肺餘容積

詳細解析

本題觀念

氦氣(helium)是化學性質穩定的惰性氣體,呼吸治療常把它和氧氣混合成氦氧混合氣(heliox),利用低密度降低狹窄氣道中的亂流與呼吸功。判斷氦氣的物理性質時,最容易混淆的是「輕」與「重」:氦氣相對於空氣的蒸氣密度約為 0.14,因此明顯比空氣輕,不是比重較高。這個密度關係是本題選項 A 的關鍵。

氦氣還有高熱傳導率與高聲速,這些特性可用來解釋它在熱傳遞、聲音傳播及呼吸氣流中的特殊表現;但「導電」要看氣體是否被電離,不能把導熱、聲速快直接等同於常態下的電傳導。呼吸治療與肺功能檢查的考點,則分別連結到降低氣流阻力,以及用氦氣稀釋法估算功能性肺容量。

選項分析

  • A:錯誤。 氦氣的相對蒸氣密度約 0.14,空氣取 1 作比較時,氦氣只有約七分之一的密度,所以應是比空氣輕。選項把「惰性」與「比重高於空氣」放在一起,前半可成立,後半的密度判斷錯誤,故為本題答案。

  • B:依題目考點判讀為可接受的物理特性描述。 氦氣具有高熱傳導率,且聲速明顯高於空氣,這是它在物理與呼吸氣流應用中常被提到的特性。嚴格從普通氣體狀態討論,氦氣不是良好電導體;「電的良好傳導體」需要特殊條件才可能成立,因此這句話不宜脫離條件擴大解讀,但不改變本題依公告答案判定 A 的結果。

  • C:正確。 80% 氦氣與 20% 氧氣的 heliox 可降低混合氣密度,

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