爆発と発火点

質問

初心者ですが、基本的なことですが、教えてください。

１．爆発とは　そもそも　どういう現象を言うのでしょうか？音を出して、衝撃がある燃焼だと思っていましたが、よくわからなくなりました。普通に燃焼していることと違うと思いますが・・・・。

２．ある気体を発火点以上に熱すれば爆発は起こらないということですが・・。爆発するような気体は温度をある程度上げさえすれば　爆発は起こると思っておりましたが、逆に高すぎても爆発は起きないとは　初耳でした。メカニズムを教えていただければともいます。

以上、よろしくご教授下さい。

回答No.4

drmuraberg

爆燃は経験したことの有る者で、この質問気になっていました。
１）には答えが出ている様なので、２）に付いての考えを書きます。

まず聞かれた話ですが、「ある燃焼性の気体でも気体単体だけなら、（その気体の燃焼性混合物の）発火点以上に加熱しても
爆発は起こらない」では無いでしょうか。
燃焼や爆発は、爆発の１部の例外を除いて、燃焼性の気体が空気（酸素）と混合した状態で反応し起こります。
つまり、気体とそれと反応（酸化）するパートナーが無ければ、燃焼や爆発は起こらないと言うことです。

プロパンや都市ガス等のガス漏れでは、ガスの濃度が低くても高くても爆発は起こりません。
低い時は、ガスの濃度が薄いため、火を近づけても着火しません（着火点は発火点より低い）。
有る濃度以上で着火爆発する濃度領域に入ります。
高い時は、ガスに空気（酸素）が追い出され、空気濃度が低くなります。燃焼のパートナーを失ったガスは燃焼や爆発が
できなくなります。
この気体と空気の組成を爆発領域として正三角形のグラフで表します。
技術の現場では爆発を防止するため、空気を窒素で
置き換えることが多く、三角形の頂点は、ガスと窒素と酸素になり、爆発領域は正三角形内の島の様な領域となります。
通常は常圧常温の図です。温度圧力が関与してくる図は特殊なケースに付いてです。

プロパン等のガス単体なら発火点以上に加熱しても高温のガスとなるだけです。
物質によっては高温で分解し、分解反応が爆発的に起こるガスや、分解物同士が異なる反応を起こす物も有ります。
二硫化炭素の熱分解爆発に付いては知りませんでした。内外HPでも見つけられず、このメカニズムに付いてはコメントできません。

回答No.3

noname#160321

＃2のお答えを訂正しますと、
>音（衝撃波）を伴う現象が「爆発」
音を伴うと爆発、程度は良いんですが、「衝撃波」に関しては、はっきりした定義があり、「衝撃波を伴う爆発を"爆轟"(detonation)と呼ぶ」。
また、燃焼と爆発には境目が無く、混合ガスの「爆発限界」とは「燃焼限界」(つまり「火が付く」)事を言います。
>発火点以上に熱すれば爆発は起こらない
これは＃２のお答え同様。私にも「意味が分からない」です。
引用元を明示して下さい。
また、爆発には燃焼以外に、熱爆発(圧力爆発)、化学(分解)爆発などさまざま有り、二硫化炭素は高温で分解爆発することが知られています。

回答No.2

noname#94887

ちょっと整理しましょう。

燃焼：
発熱を伴う激しい物質の化学反応のこと。（下記から引用）
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%87%83%E7%84%BC

爆発：
一般的には気体の急速な熱膨張を指す。（下記から引用）
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%88%86%E7%99%BA

＞１．爆発とは　そもそも　どういう現象を言うのでしょうか？
上記２つから言えば、急速な熱膨張を伴った燃焼のことになると
思います。専門家間ではさらに火炎伝播速度が音速以上か否かで
区別する様ですが。一般にはストーブのようなものが「燃焼」、
ガス爆発等と呼ばれる、音（衝撃波）を伴う現象が「爆発」の
理解でいいと思います。

ピストンエンジンの例を挙げると、「燃焼」工程があります。
通常、この燃焼は火炎伝播速度が音速以下ですが、圧縮を上げすぎ
たり混合気が薄すぎたりするとこれが音速を超え、デトネーション
という爆発と同義で呼ばれる現象が生じます。一見出力が増しそう
ですが、止まった自動車を他の自動車で押すと仮定して、徐々に
押す分には良くても、激突したのでは双方壊れる結果になるのと
同じです。エンジン内ではピストン等が損傷します。
（早期着火とともに、ノッキングとして現れる現象です。）
これからすると、ピストンエンジンの工程説明で「吸気・圧縮・
“爆発”・排気」等と書かれる例は誤っています。あくまでここは
「燃焼」と言わなくてはならない訳なのです。

＞２．ある気体を発火点以上に熱すれば爆発は起こらない・・
これはどういう例なのか解りませんが、一般には酸素がありさえ
すれば、発火点に加熱した時点で発火します。発火はしますが、
爆発するとは一概に言えません。この例はなにか条件を揃えて
発火点以上に一気に熱するという意味でしょうか。例えば「炭焼き」
は燃やしてはいますが、酸素不足にして、まだ燃える炭を残す方法です。
燃えない状態を作って発火点を通過させ、組成自体を変えるという
手法が何かであるのかもしれませんが、これはちょっと解りません。

これも一応整理。
発火点と引火点（可燃物 wiki）
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%99%BA%E7%81%AB%E7%82%B9

回答No.1

noname#175206

1.については、自然科学的な定義はない、とお答えしておきます。それでも、爆発の広がり方が音速よりかなり遅い場合を爆燃、はるかに速い場合を爆ごうと呼ぶことがあります。
　2.は、圧力と温度の関数になる、とだけお答えしておきます。そういう図を描いて爆発しやすい領域を爆発半島といったりします。