Q23.
以氣體置換式集氣瓶採集空氣樣本時,如置換瓶體積10L,泵浦吸引之流率為2L/min,欲使瓶內空氣樣品之濃度為現場濃度之90%時,應採集之時間為多少分?(
n 為自然對數)
化學性因子作業環境監測 · 甲級 · 監測結果評估與處理 · Q23
難易度分析
3 / 5
題目要求運用氣體置換式採樣的稀釋公式,並正確使用自然對數及體積與流率的正確比例,評估採集時間。
正確答案:①10/2
n10
① 10/2
n10:氣體置換式集氣瓶之採集時間計算遵循稀釋置换方程式:t = V/Q × ln(C₀/C),其中 V=10L、Q=2L/min,欲達 90% 濃度即殘留 10%,故 t = 10/2 × ln(100/10) = 10/2 ln10,此為正確公式。
錯誤選項解析
- ② 2/10
n10:此選項將體積與流率之比值倒置為 2/10,正確應為 V/Q = 10/2,分子應為置換瓶體積,分母應為泵浦流率。 - ③ 10/2 log1 010:此選項誤用常用對數 (log₁₀) 而非自然對數 (ln),氣體置換稀釋過程屬於指數衰減模型,應使用自然對數計算,兩者相差約 2.303 倍。
- ④ 2/10 log 1 010:此選項同時犯了兩項錯誤:體積與流率比值倒置且誤用常用對數而非自然對數,完全偏離正確計算原理。
Learning Tip
"氣體置換採樣之核心考點在於掌握指數稀釋模型與自然對數之應用。常考陷阱為混淆 ln 與 log,以及 V/Q 之分子分母順序。實務上需確認泵浦流率穩定且置換完全,方能確保採集濃度符合預期比例。"
學員答題分佈
①10/2
n100%
②2/10
n100%
③10/2 log1 0100%
④2/10 log 1 0100%
此答題分佈是根據學員在 LongePass 模擬考等實際作答紀錄計算而成。與考友分享這道歷屆試題與詳細解析!
相似類型題目
如以200mL/min 之連續吸引裝置,吸引置換500mL 內容積之捕集瓶至瓶內,有害物之濃度達工作場所之98%時,約需多少分鐘?
真空瓶在TR 下之餘壓為P R,如採樣現場之溫度、壓力分別為TS、P S 時,採樣後真空瓶內樣本之濃度與作業現場監測對象物質之濃度比為下列何者?
作業場所採集某一有害物,於建議之採樣分析方法建議之最大採樣量為20 公升,今採樣流率設定於200mL/min 時,欲進行八小時多樣本連續採樣時,最少應採集之樣本數為多少個?
某分析儀器分析甲物質之可量化最低量為0.05mg/ml,若甲物質樣本採氣流率為100ml/min,樣本最終分析液量為1ml,且該物質容許濃度為100mg/m3,其採樣時間最低應達多少分鐘?
採樣時之採樣泵其最初及最後流率分別為F1 及F 2,且F 2=0.9F 1 時,有關計算總採氣體積所使用之流率,下列哪些錯誤?