なぜ、火は熱く、氷は冷たいの…?物が燃焼する(燃える)とはどういうこと?

地理・科学

どうして火が熱くて、氷は冷たいの…?

 

 

もちろん火は熱いですし、氷は冷たいもですが…

 

単純に、どうして熱かったり冷たかったりするのでしょうか…?

 

 

地球上にあるものは全て原子(げんし)※や分子(ぶんし)※からできているのですが、

目に見えていないだけで、空気中には原子や分子の微粒子がフワフワと自由に

動き回っています

 

 

原子全ての物の元となる成分元素118種類性質を失わない物質を構成する最小単位約1憶分の1cm。

分子原子が化学結合〔原子などの結び付き〕した、物質としての機能をもつ最小の構成単位

人間は何から出来ている?原子、細胞… 成分で換算すると人間の値段は…

 

 

 

このように自由に動き回っていることを【熱運動(ねつうんどう)というのですが、

激しく動き回っていれば《熱く》なり、ゆっくり動き回っていれば《冷たく》なります。

 

 

 

例えば、ロウソクの火に触れば熱いですが、

それは、ロウソク〔炭素や水素など〕の原子と、酸素〔空気中の酸素〕の原子

微粒子〔目に見えないほどの小さいつぶ〕が、化学反応〔他の物質に変わる現象

※後ほど詳しく…〕によりすごい勢いで動き回っているため《熱く》なっているのです。

 

 

 

【絶対零度】と【絶対熱】

ちなみに、この原子や分子の熱運動の止まった状態のことを絶対零度】いう

のですが、その絶対零度である(-273.15℃)が熱力学(物理学)上で考えられた

最低温度になり、地球を含めた宇宙にある全てのものが凍り付くと言われる温度

となります。

 

 

逆に熱いほうの【絶対熱】ですが、

その温度は、1,420,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000℃

〔 14溝(こう)2千穣(じょう) 〕と考えられ、

 

これはビッグバン〔宇宙が誕生したときの大爆発〕起こった後の

ほんの一瞬の宇宙の温度といわれており、ある学者が計算上で導きだした

温度となります…

 

 

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燃焼(燃える)とはどんなこと…?

 

 

物質が炎を上げて燃えることを燃焼(ねんしょう)と言いますが、

どうしてそんな現象が起こるのでしょうか…?

 

 

【物が燃えるために必要な3つの物】

 

まず、物が燃えるためには3つの物が必要となります。

 

① 可燃物(かねんぶつ)《燃料》ろうそくガソリン木、一酸化炭素水素など〕

② 酸素(さんそ)《支燃物》空気中にも酸素は約20%含まれる

③ (ねつ)《熱源》〔ライターやマッチなどの静電気など〕

 

 

 

【燃焼とは】

 

例えば、

ロウソク(可燃物)炭素水素などからなる〕に、

空気中(酸素)で、

③火(熱)をつけた場合、

熱が加わることにより個体ではいられなくなります。

 

 

個体 → 液体 → 気体になっていくのですが…

 

それは、

 

【熱分解(ねつぶんかい)】

 

という現象が起こって、このようになっています。

 

※熱分解熱を加えたときに起こる分解反応〔2種類以上の簡単な物質に変化〕により原子〔通常の方法ではそれ以上分割できない物質の粒子〕になる

 

 

 

この熱分解によって、

 

ロウソクの〔炭素原子、水素原子〕と、空気中の〔酸素〕が、

⇒ 【化学反応(かがくはんのう)】〔 原子などの組み換えにより別の物質になる〕で、

⇒ 激しく【酸化(さんか)※】することにより、

⇒ 炎を上げて燃焼〔熱エネルギーの放出〕、

 

ロウソクは水蒸気〔二酸化炭素と水〕に変化小さくなっていくのです。

 

 

酸化物質が酸素と反応して酸化物〔酸素と他の元素との化合物(2種以上の元素の原子から成る純物)〕になること

 

 

そして、物が燃えている時にのぼる(けむり)ですが、

燃やしたものすべてに酸素が行き渡っているわけではないので、

酸素と結び付かなかった気体が冷やされ

液体や固体の微粒子(びりゅうし)になり目に見えたものということになります。

 

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【燃焼するときの酸化】と【鉄サビなどの酸化】との違い

 

先ほど、ロウソクの燃焼の際に【酸化(さんか)という言葉が出てきましが、

酸化というと鉄サビなどの錆(サビ)を思い浮かべる方も多いかもしれません。

 

 

鉄などのサビ酸化するスピードが遅いため火は出ないのですが、

これも酸化の一種で、冬に使うカイロその現象を利用したものになります。

 

 

そして、【物が燃えるために必要な3つの物】の1つである

ライターマッチなどの火(熱)が加わることによって

酸化するスピードが速くなり原子どうしの摩擦によって発火したのが

燃焼ということになります。

 

 

 

 

【燃焼と爆発の違い】

 

ちなみに…

ロウソクに火をつけたときは【 燃焼 】でしたが、

 

急激な化学反応〔 原子などの組み換えにより別の物質になる〕によって

体積が一気に増大することを【 爆発 】といいます。

 

 

 

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