燃焼の基礎 ~物質が燃えるって何?~

共通事項
共通事項 第2章

とめ

燃焼の3要素
燃えるメカニズム
燃焼の3要素

火とは
1 燃えるものが酸素と結合し、熱と光を放出する現象のこと
2 物が燃えるためには                 
   燃えるもの(可燃物)
   酸素(酸素供給源)                

   高い温度(熱源)
   が必要

3 火を消すには
   可燃物をどける (除去効果)
   酸素の遮断 (窒息効果)
   温度を冷やす (冷却効果)
   が必要

本文

1. ものが燃えるとは、火とは?
 周囲に存在しているもの、紙、布、木、例えば金属など多くのものは、空気中にある酸素がくっつき、別の物質に変化します。上にあげたように、紙や布などは燃えるとすすになったり、鉄は赤茶けた酸化鉄に変化します。

このような、物が酸素と結び付く反応を酸化反応といいます。
この酸化反応は、気温ぐらいの状態ではほとんど進まなかったり、しばらく観察しても変化がわからないくらいゆっくりした速度で進みます。
しかし、火を接触させたりすることで、酸化反応が進行するものがあります。
また酸化反応は、反応によって、反応したものがエネルギーを外に放出する反応で放出したエネルギーは、熱や光となって、人間の目に見えるかたちに現れます。

これが、ものが燃えるということであり、酸化反応に放出された熱や光のエネルギーが火になります。

例として木が燃えた場合の動きを見てみましょう
木にマッチを一瞬近づけても、表面が黒っぽくなるだけですが、しばらく火と接触すると燃え始めます。
①火を接触させると、燃やすもの(木)の温度が上がり始める。
②一定温度以上になると、木が分解し、燃えやすい一酸化炭素やメタンなどのガス(可燃性ガス)
 が発生し始める。
③②で発生したガスに、火を接触させると、空気中の酸素を使い酸化反応を起こし、引火する。
④可燃性ガスが燃えることで、さらに木の温度が上がり、可燃性ガスの発生量が増え、火がつく

2. 物が燃えるのに必要なもの(燃焼の3要素)
 1で説明したように、物が燃えるということは、燃えるものがエネルギーを持った状態で、酸素と結合する必要があります。なので物が燃えるためには、

 燃えるもの (可燃性物質)
 酸素    (酸素供給物)
 エネルギー、高温物 (熱源)

が必要です。逆にこれらの3つの物を取り除くと、消化をすることができます。
また、酸化反応を抑える物質を使って火を消すこともできるので、消化方法は4種類あります。
なので

抑制効果

 燃えるもの (可燃性物質) → 燃えるものを取り除く(除去効果)
 酸素    (酸素供給物) → 酸素を除去 (窒息効果)
 エネルギー、高温物 (熱源) → 温度を下げる(冷却効果)

              +

 酸化反応を抑える (抑制効果)

となります。

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