What is fire?
火は、特別なタイプの化学反応である燃焼プロセスの目に見える効果です。 空気中の酸素とある種の燃料の間で起こります。
燃焼が起こるためには、燃料が発火温度まで加熱される必要があります。
燃焼が起こるためには、燃料が着火温度まで加熱される必要があり、熱、燃料、酸素が十分にある限り反応は続きます。
燃焼とは、燃料が酸素と反応して熱エネルギーを放出することです。 燃焼は、利用可能な酸素の量に応じて遅くも速くもなります。 炎になる燃焼は非常に速く、燃焼と呼ばれます。
燃焼プロセスにおける化学反応
燃料には、固体、液体、気体があります。
燃焼で反応できるのは気体だけです。 気体は分子(原子の集まり)で構成されています。
反応によって発生した熱が、火を維持します。 炎の熱によって、残っている燃料が着火温度に保たれます。 炎は放出されているガスに着火し、火は広がっていきます。
燃料+酸素(空気中)=燃焼生成物(主にCO2+H2O)+熱エネルギー
完全燃焼
完全燃焼では、燃える燃料からは水と二酸化炭素だけが発生します(煙などは発生しません)。 炎は通常、青色をしています。
私たちの家庭では、天然ガスとして知られるメタンガス(CH4)を料理に使うことが多い。
私たちの家庭では、天然ガスとして知られるメタンガス(CH4)を調理用に使用していますが、このガスを加熱(炎や火花)し、大気中に十分な酸素があれば、メタンガスの分子は分解され、水と二酸化炭素に完全に変化します。
CH4(g) | + | 2O2(g) | + | 熱 | → | CO2(g) | + | 2H2O(g) | + | 熱 |
メタン | + | oxygen | + | 熱 | → | 二酸化炭素 | + | 水 | + | 熱 |
不完全燃焼
化学反応の際に十分な酸素が得られない場合、不完全燃焼が起こります。 不完全燃焼が起こり、炭素(C)や一酸化炭素(CO)、水や二酸化炭素などの生成物が発生します。
不完全燃焼では、燃えている炎は一般的に黄色やオレンジ色で、煙が出ますが、完全燃焼に比べて放出される熱エネルギーは少なくなります。