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なぜ、炎は燃えるのですか？

2007/04/26 11:56

化学ではなく、物理学でお答えください。

asahigroup
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物理学
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noname#74145

2007/05/02 00:26 回答No.7

ANo.6です、例えば2H2＋O2→2H2Oの場合を分解して考えると水素原子が水素分子になる理由は・・・水素原子は電子が一個ですがこの状態は外から見れば電気的に一様でははなく、従って原子のある部分は平均の電荷が他の部分と異なる為もう一つの水素原子が近づくとお互いの電子と核が引き合って簡単に共有結合を起こします。お互いの電子を交換しあってたくさんのH2が完成しました。酸素原子が酸素分子になる理由・・・酸素原子は電子の軌道が二段構えになっていて内側の軌道は二個の電子で安定しているが外側の軌道は六個の電子でバランスが悪く電気的に不安定で他の酸素原子と容易に結合する。O2が出来ました。次にH2とO2が空間に十分な濃さで漂っていてもお互いの原子核と電子は結合するほど電気的には近くない。お互いの電子が邪魔をしてくっつけないのですね。核融合が十分な温度が無ければ成立しないのと似ています。ところが電気火花などの熱エネルギーを受け取って酸素分子と水素分子は熱運動が激しくなりその運動エネルギーが電気的な反発力に勝って水素分子の電子が酸素分子の核に引き寄せられその軌道を固定されてくっつく訳ですね。2H2Oの完成です。次にこの時に非常に僅かですが質量が減ります。位置エネルギーが減少した為と解釈しても良いし核同士が近づいた為に陽子と中性子の様子が少し変化した結果質量が減るのでしょうか、この辺の理由は申し訳ありませんが良く分かりません。で発生した熱エネルギーは次なる分子運動を盛んにさせます。これの繰り返しで水素は急激に燃焼、つまり爆発して水になるのです。何故下の階は電子が二個で安定しているのかとか何故質量がエネルギーになるのか等は神のみぞ知ると言ったところでしょうか。

質問者

補足 2007/05/03 00:30

ありがとうございます。クォークの世界でも原子の世界でも天体の世界でも「質量欠損」というのはあるわけですね。つまり、「素量子レベルの反応が」大小の世界で様々な質量欠損を引き起こしエネルギーを放出するのだと考えます。化学的な現象について、又核反応的な現象について、「理論物理的には」どうなっているのか、関連の情報を教えて下さい。HP等あるといいです。よろしくお願いします。レスありがとうございます。

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noname#74145

2007/05/01 21:52 回答No.6

気体が酸素と激しく反応している空間を炎と言います。気体が酸素と反応するにはそれぞれ必要な量、比率があります。決まった量の気体は酸化反応する場合自ずとその燃焼空間は制限されその範囲が炎ですね。酸化反応で酸素と気体がくっついた場合それ以前より質量が非常に僅かですが減少します。この減少分がE=MC^2で計算される熱に変わり、その熱エネルギーが更に次の反応に使われます。核分裂の臨界のようにですね。結局マッチなどの最初のきっかけで酸化反応が起き、その熱で次なる反応が起こる、更にその熱で次の反応が・・・・という風に炎の中で原因⇔結果がお互いに関連して反応が持続しているのです。当然このループを断ち切るように酸素や気体が無くなれば、又は減少すれば燃焼を持続するだけの熱エネルギーが発生しませんのでとまってしまいます。＞なぜ、炎は燃えるのですか？以上のような原理で気体が酸素と激しく反応している空間を炎と呼んでいます。

質問者

補足 2007/05/01 21:59

ありがとうございます。気体と酸素が激しく反応する、その「激しく反応する」というのはどういった物理的常態か記述の方をお願いいたします。プラズマとかそういう話です。素粒子レベル・量子力学レベルで何が起こっているか教えて下さい。よろしくお願いします。

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qube1ey
ベストアンサー率18% (2/11)

2007/04/26 16:55 回答No.5

自信はあまりありませんが・・笑。ロウソクの炎の中は、気体分子同士が激しく衝突して電離が起こり、多数の正イオンと電子が発生して、それらが動き回っている状態になっているそうです。この状態を物質の第四状態、すなわち、プラズマと呼ぶそうです。固体、液体、気体のさらに上の状態です。プラズマ中の素過程の一つに、脱励起というものがあります。これには発光性があり、街のネオンサインなんかがこの性質を利用していますが、炎が明るく光る性質はこのプラズマの発光性に起因していると考えられます。

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precog
ベストアンサー率22% (966/4314)

2007/04/26 16:15 回答No.4

炎は気体が燃焼する事による現象ですね。固体が直接燃焼する場合は炎は出ません。 >化学ではなく、物理学でお答えください。物理学って、核分裂とか核融合の事を言ってますか? であれば、炎としては認識されないと思います。確かに光りますけどチェレンコフの光といって中性子が水中で減速するときなどに放出する光らしいです。炎と見間違えるということはないようですよ。

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mac_res
ベストアンサー率36% (568/1571)

2007/04/26 14:03 回答No.3

＞酸素以外だと水素とかがよく燃えるのではないでしょうか。おやおや、なんか訳が分からなくなってきましたね。酸素は燃えませんよ。支燃性といって物が燃えるのに必要だが、それ自体だけでは燃えません。酸素と結合するのが燃焼なので、＞又、酸素以外の気体では、燃えないのですかの狭い意味の答えは「ありません」ですが、塩素中に火のついたろうそくを入れると、炎を上げて「燃え」ます。

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