申論題

Jone’s（鍾斯）理論

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二、　　對於甲苯蒸氣逸散於空間後有無溶液

　　殘留時的甲苯濃度最大值及其爆炸危險性

　　，Jones 理論中可燃性物質之爆炸下限計算

　　方式，分述如下。

　　（一）甲苯溶液有殘留：

　　　　1.最大濃度：

　　　　　甲苯的飽和蒸氣壓?_toluene = 21 mmHg。

　　　　　將飽和蒸氣壓轉換成濃度C_toluene＝　　

　　　　　(P_Toluene/ P_total) * 100%

　　　　　其中，?_total為總氣壓（760 mmHg）。

　　　　　故濃度為C_toluene=(21/760) * 100%≒2.76%

　　　　2.爆炸危險性:

　　　　　根據Jone's理論，甲苯的爆炸下限（

　　　　　LEL）約為 1.2%。

　　　　　由於2.76% > 1.2%，在此情況下，有火　　

　　　　　災和爆炸的危險。

　　（二）甲苯溶液無殘留：

　　　　1. 最大濃度：

　　　　(1)甲苯體積?_toluene=100 ml。

　　　　(2)甲苯密度?_toluene=0.87 g/ml。

　　　　(3)甲苯質量?_toluene=?_toluene * ?_toluene=0.1 _L * 870 _g/L=87 _g。

　　　　(4)將甲苯完全氣化，計算逸散後的濃

　　　　　度為n _toluene​=M_toluene​/m_toluene​​=87 _g / 92 _g/mol≒0.946 mol

　　　　(5)使用理想氣體方程計算體積濃度（

　　　　　標準狀況下，25℃ = 298K），PV=nRT ⟹

　　　　　V=nRT/P

　　　   (6)   P  =  760_mmHg  =  1 _atm

                   R  =8.2057338 × 10^-5  _m³·atm·K⁻¹_·mol⁻¹

(  R=0.082 _L·atm·K⁻¹_·mol⁻¹；1atm且0℃=273K時1mole=22.4L，故1atm且25℃=298K時因PV=nRT  1mole=24.45L  )

　　　　(7)  V_gas​= ( 0.946 _mol * 8.2057338 × 10^-5  _m³·atm·K⁻¹_·mol⁻¹ * 298 _K) / 1_atm =2313.2620040904*10^-5 _m3≒2.313*10^-2_m³

　　　　(8)故濃度為

　　　　C_toluene​=​V_gas/ V_room* 100%=2.313*10^-2_m³/1000_m3* 100%≒

               2.313*10^-3 %

　　　　2. 爆炸危險性:

　　　　(1)根據Jone's理論，甲苯的爆炸下限（

　　　　　LEL）約為 1.2%。

　　　　(2)由於2.313*10^-3 % < 1.2%，在此情況下，也

無火災和爆炸的危險。

　　（三）Jones 理論中可燃性物質之爆炸下限

　　　　　計算方式

　　　　(1)爆炸下限為其理論混合比例值 Cst

　　　　　之 0.55 倍。

　　　　(2)Cst為理論混合比例值，即可燃性物

　　　　　質在完全燃燒時所占自身與需氧氣

　　　　　的比例。

　　　　(3)故需知道在空氣中的燃燒方程式，

　　　　　即C₇H₈+90₂→7CO₂+4H₂O。

　　　　(4)又因為氧氣約占空氣20%，所以燃

　　　　　燒空氣量為氧氣的5倍，即可推出

　　　　　甲苯Cst=1/(1+9*5) * 100%≒2.17%。

　　　　(5)所以甲苯爆炸下限為2.17% * 0.55≒　

　　　　　1.2%