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燃焼

燃焼

出典: Wikipedia
一般小学生

まとめ

  • 物質が光や熱を出しながら、酸素と激しく結びつく化学反応のこと。
  • 燃焼が継続するためには「可燃物」「酸素(供給体)」「発火点以上の温度」の3要素が不可欠である。
  • 広義には酸化反応の一種であり、反応の結果として酸化物が生成される。

解説

燃焼は、物質が酸素と反応してエネルギー放出する現象です。ろうそくの炎を例に取ると、炎は外側から「外炎」「内炎」「炎心」の3層に分かれています。最も外側の外炎は空気中の酸素と十分に触れ合うため完全燃焼が起こり、温度が最も高くなります。一方、中心部の炎心は酸素が不足しており、未反応のガスが存在するため温度は低くなります。

金属の燃焼においても重要な化学的変化が見られます。例えば、鉄や銅を加熱すると空気中の酸素と結びついて酸化鉄酸化銅へと変化し、結びついた酸素の分だけ質量が増加します。これは「酸化」と呼ばれる現象の代表例です。また、発生した酸化物から酸素を取り除く「還元」反応も、燃焼や熱の利用と密接に関わっています。

さらに、水素の燃焼は非常に激しく、点火すると「ポッ」という音を立てて酸素と反応し、水(H2O)を生成します。このように、燃焼は単に物が燃えるだけでなく、物質の組み合わせや条件によって多様な反応を示し、熱伝導対流といった熱の移動を伴いながら進行します。

コラム

消火の原理は、燃焼の3要素のうちいずれか1つを取り除くことに基づいています。例えば、水をかけることは「温度を下げる(冷却)」、二酸化炭素消火器の使用は「酸素を遮断する(窒息)」、火元から燃えやすい物を遠ざけることは「可燃物の除去」に該当します。また、燃焼によって生じた熱は、伝導・対流・放射という3つの形式で周囲に伝わっていきます。

小学生のみなさんへ

物が光や熱を出しながら、空気にふくまれる酸素さんそとはげしく結びつくことを「燃焼ねんしょう」といいます。物が燃えるためには、①燃える物、②酸素さんそ、③火がつくのに必要な温度、の3つがそろわなければなりません。このうち1つでもなくなると、火は消えてしまいます。

ろうそくの炎をよく見ると、場所によって明るさや温度がちがいます。一番外側の「外炎がいえん」は、まわりの空気からたっぷり酸素さんそをもらえるので、一番温度が高くなります。逆に、真ん中の「炎心えんしん」は酸素さんそが足りないため、温度は低くなっています。

また、鉄などの金属も燃えることがあります。スチールウール(鉄の糸)を燃やすと、空気中の酸素さんそとくっついて、燃える前よりも重くなります。水素すいそという気体は、火を近づけると「ポッ」と音を立てて燃え、水に変わるというふしぎな性質を持っています。

ルラスタコラム

たき火やコンロの火が上に向かってのびるのは、あたためられた空気が軽くなって上へのぼっていく「対流」という現象が起きているからです。重力がない宇宙うちゅうのような場所でろうそくを燃やすと、炎は細長くならずに、丸い形になるんですよ!

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