私たちはすべて火のことを聞いたことがあり、マッチ、ライター、花火、ガスコンロ、暖炉でほぼ毎日それを見ています。 しかし、この表面的に単純な反応は、実際には複雑な科学的イベントです。

正確には火とは何ですか？火は、固体、液体または気相の燃料が急速に酸化されたときに起こる発熱性の自己永続反応です。

火は、固体、液体または気相の燃料が急速に酸化されたときに起こる発熱性の自己永続反応です。 これは燃焼として知られており、反応は熱、光およびさらなる化学反応を放出する。

他の反応が起こることを可能にする一方で、燃焼は主に可燃性物質と酸化剤との結合として特徴付けられる。

燃料と酸化剤が特定の温度を超えて加熱されると、発熱化学反応が起こり、それらが継続的に生成する追加の熱エネルギーによって維持されます。

したがって、燃焼から火が生成されるためには、これらの四つの要素が不可欠です。 この関係は火の四面体で概念化することができます。p>

火四面体モデル

火四面体は、火が発生するために必要な要素の表現です。 四面体の4つの面は、燃料、酸化剤（通常は酸素）、熱エネルギー、および抑制されていない連鎖反応です。なぜ火に燃料が必要なのですか？

燃料とは、燃焼プロセスを開始するために使用される可燃性または可燃性の物質を指します。

燃料とは、燃焼プロセスを開始するために使用される可燃性または可燃性物質を指します。 燃料は固体（木材）、液体（ガソリン）、またはガス（プロパン）である可能性がありますが、材料は気相にあるときにのみ燃焼します。 これは、火が始まるためには、可燃性の気相が存在しなければならないことを意味する。気相は、空気中で発火して燃焼をサポートする蒸気圧を発揮するために、材料が引火点を通過して加熱されたときに達成されます。

気相は、材料が引火点を通過して加熱されたときに達成されます。固体の可燃性物質の例、そしておそらく最も一般的な燃料の形態は木材です。

固体の可燃性物質の例、そしておそらく最も一般的な形態の燃料は、木 この混合物にリグニンおよび自然発生する炭水化物のセルロースのような材料を含んでいる高分子量の分子があります。木材が必要な気相に到達するためには、これらの材料は熱分解によって熱分解を受けなければならない。

木材が必要な気相に到達するためには、 これは、木材が引火点を過ぎて加熱され、セルロースおよび他の材料が気相に存在する可能性のある小分子に分解するときに発生します。 これらのガスが点火温度に達すると、燃焼が始まります。

熱エネルギー

熱エネルギーは、燃料の点火を開始し、それが自立するために必要な最低温度にそれを取得するために必要とされます。 これは着火温度と呼ばれます。

熱エネルギーは、反応が発熱性であるため、燃焼中に生成されます。

熱エネルギーは、燃焼中に生成されます。 熱は化学反応の間に化学結合が壊れ、形作られるとき解放されます。 これらの反応は進行中であるため、燃焼は火を維持するために必要とされるよりも多くの熱を放出する。 これは、火を自己永続させるものであり、またそれを熱くするものです。

酸化剤とは何ですか？

燃料と反応して燃焼をサポートするには、酸化剤が必要です。

空気中の酸素が使用される最も一般的な薬剤です。 燃料によって放出される揮発性ガスが点火温度に達すると、化合物分子は分解して酸素と再結合し、水蒸気、二酸化炭素、様々な燃焼生成物、およびより多 このプロセスは酸化と呼ばれ、燃焼と煙として認識することができます。四面体の最終面は、燃料、熱、酸素との反応によって可能になる非抑制連鎖反応です。

非抑制連鎖反応

四面体の最後の面は、燃料、熱、酸素との反応によって可能になる非抑制連鎖反応です。 抑制されていない連鎖反応は、燃焼の自己永続的な能力を指す。

燃料と酸素との間で継続的な反応が起こり、余剰量の熱エネルギーが生成されるため、炎は常に燃料を点火温度に保つのに十分な高温になります。

したがって、十分な燃料と酸素が利用可能である限り、火は燃え続けます。 このプロセスは、これらのソースが消費されたときに同様に終了します。p>

大火：どのように火が広がっていますか？

これらの化学反応の危険性は、それらが自立しているという事実です。 火災は、燃焼から起こる抑制されていない連鎖反応と、燃料を点火点より上に保つ熱エネルギーのために、正確に広がる可能性があります。炎の熱は、近くの木材であろうと可燃性の液体であろうと、周囲の燃料を加熱することができます。

炎の熱は、近くの木材であろうと可燃性の液体で この近くの燃料が引火点を通過して加熱されると、燃料が気相に入ると揮発性ガスが放出されます。 この時点で、炎はガスを点火して広がることができます。 燃料と利用可能な酸素がある限り、火は伝播することができます。それは火がどのように移動するかになると、それはすべて重力に降りてくる。

それは火がどのように移動するかになると、それはすべて 火の中の熱いガスは、周囲の空気よりも熱く、密度が低くなります。 したがって、それらはより低い圧力がある場所に上方に移動する。 これが、火が上り坂を移動する理由であり、また炎が指摘される理由でもあります。

炎の化学

炎に関連付けられている色の様々ながあります。 これらは、燃焼される燃料の化学組成、生成される反応生成物、およびそれが燃焼する熱に依存する。 例えば、炎の中の青色は炭素と水素の存在によるものですが、それが炎の最も熱い部分であることも示しています。 一方、銅化合物が燃やされていた場合、炎は緑色になります。

炎の色の変化は、不均一な温度によるものです。 これの典型的な例は、火災が不完全燃焼を受けるときです。 これは、燃料の燃焼に追いつくのに十分な酸素がないときに起こり、キャンプファイヤーで一般的に見られます。 これは、大気中に21％の酸素しか存在しないため、酸化を引き起こすには十分ですが、燃焼中に起こる複数の化学反応に追いつくには十分ではありません。

酸素と反応することができないため、燃料の一部はそれ自体で炭化して煤を生成します。

酸素と反応することができないため、燃料の一部 すすは非常に熱くなり、目に見える白色光を放出し始める。 空気中に上昇すす粒子は、赤外線にシフトするためにそれらの発光スペクトルを引き起こし、冷却し始めます。 これが、火の上部が通常赤で、下部がより黄白色である理由です。 完全燃焼がある場合、酸素の十分な供給があることを意味し、炎は青を燃焼します。 燃焼率によって引き起こされる炎色の変更は手動で炎に与えられる酸素の量を制御できるBunsenバーナーで最も容易に見られる。