火は何でできていますか？
火の化学組成
クリストファー・マレー/ EyeEm /ゲッティイメージズ
火は何からできている？あなたはそれが生成することを知っています 熱 と軽いですが、その化学組成や 物質の状態 ?
火は何でできていますか？
- 炎は、その燃料、光、および火を形成し、それによって生成される固体とガスの混合物です。不完全燃焼は、主に炭素であるすすを生成します。
- 火は主にプラズマと呼ばれる物質の状態です。ただし、炎の一部は固体と気体で構成されています。
- 火災の正確な化学組成は、燃料とその酸化剤の性質によって異なります。ほとんどの炎は、二酸化炭素、水蒸気、窒素、および酸素で構成されています。
火の化学組成
火は化学反応の結果です 燃焼と呼ばれる .燃焼反応のある時点で、 発火点 、炎が生成されます。通常、炎は主に二酸化炭素、水蒸気、酸素、窒素で構成されています。
通常の燃焼反応では、炭素系燃料は空気（酸素）中で燃焼します。潜在的に、火には燃料からのガス、二酸化炭素、水、窒素、および酸素しか含まれていません。しかし、不完全燃焼には他にも多くの可能性があります。煤は不完全燃焼の主成分です。すすには主に炭素が含まれていますが、さまざまな有機分子が発生する場合があります。火災に含まれるその他のガスには、一酸化炭素、時には窒素酸化物や硫黄酸化物が含まれます。
ろうそくの炎は、気化した水、二酸化炭素、水、窒素、酸素、白熱するほど熱くなったすす、および化学反応による光/熱で構成されています。
酸素のない火
しかし、火は実際には酸素を必要としません。はい、最も頻繁に遭遇する酸化剤 は 酸素、しかし他の化学物質も働きます。たとえば、塩素を酸化剤として水素を燃焼させると、炎も発生します。反応の生成物は塩化水素 (HCl) であるため、火は水素、塩素、HCl、光、および熱で構成されます。他の組み合わせは、水素とフッ素、およびヒドラジンと四酸化窒素です。
火の状態
ろうそくの炎や小さな火の中で、ほとんどの 炎の中の物質 ホットで構成されています ガス .非常に熱い火は、気体原子をイオン化するのに十分なエネルギーを放出し、物質の状態を形成します プラズマと呼ばれる .プラズマを含む炎の例には、プラズマ トーチや テルミット反応 .
ガスとプラズマの主な違いは、粒子間の距離とその電荷です。ガスは、分子、原子、およびイオンが広く間隔を空けて配置されたもので構成されています。粒子間の距離は、プラズマでははるかに大きくなります。さらに、プラズマ中の粒子は、ほぼすべてが荷電粒子 (イオン) です。
火が熱い理由
火 熱と光を出す なぜなら 化学反応 炎を発生させるのは発熱性です。言い換えれば、燃焼はそれを点火または維持するために必要なよりも多くのエネルギーを放出します.燃焼が発生して炎が形成されるためには、燃料、酸素、エネルギー (通常は熱の形) の 3 つが存在する必要があります。エネルギーが反応を開始すると、それは燃料と酸素が存在する限り続きます。
冷たい火
すべての火は熱を発生するか発熱しますが、火によっては他の火よりも温度が低くなります。いわゆる冷火とは、約 400 °C (752 °F) 以下の温度で燃える火のことです。この温度では、火の炎は見えませんが、反応は進行します。冷たい火は地球上ではほとんど見られませんが、科学者たちは宇宙でそれを作り出しました。微小重力環境では、火は球状の炎で燃えます。コールドファイヤーは、通常の燃焼とは異なる方法で燃焼します。通常、火の熱 (および重力) が燃焼生成物を反応から遠ざけます。冷たい炎の中で、これらの生成物は反応の範囲内にとどまり、さらに関与します。最終的に、冷たい火は老廃物を焼き払うことができます。
地球上では、より冷たい炎は特定の揮発性燃料から発生します。たとえば、アルコールはアセチレンよりも冷たい炎を生成します。酸素の可用性も重要です。酸素が制限されると、反応も制限され、火が冷たくなります。
ソース
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