水素エンジンってどうして回るんでしょうか？

質問

水素エンジンってどうして回るんでしょうか？
２モルの水素と１モルの酸素を燃やして２モルの水蒸気ができるんでよね。
３モルの気体から２モルの気体になってしまうんですよね。
内燃機関の燃料になるんでしょうか？全然私には分りません。

回答No.4

anachronism

みなさんがお答えのように、要するに熱膨張があるから、なんですけど、もうすこし詳しく。

水素エンジンは、水素と「空気」を混ぜて燃焼します。空気はおおざっぱに言うと酸素対窒素が１：４の気体ですから、水素を完全燃焼させる理論比で言うと、水素２に対して酸素１であれば、窒素４がついてきます。窒素は化学反応には寄与しないので、そのまま４のモル比で残ります。
してみると、２＋１＋４＝７の気体から、２＋４＝６の気体になるわけで、気体のモル比から言うと１／７、すなわち１４％程度しか減少しません。
ここで、化学反応により大量の熱が出るので、モル数の減少以上に熱膨張により体積が増加するのです。

なお、実際には、理論比よりも酸素を過剰にして燃焼させる（空気が多くなる）ので、モル数の変化はさらに小さくなります。

回答No.3

aburakuni

オットー機関とも言われる内燃エンジンは、反応による膨張だけが動力となる訳ではなく、一旦得た力をサイクルで利用した圧縮で溜め込み、燃焼による膨張と貯めた圧力の解放を一気に行なって大きな力を得る仕組みです。
所謂、吸気・圧縮・爆発・排気のサイクルにより大きな力を引き出すので、単に燃焼部分の帳尻だけではありません。
水素エンジンは勿論あまり実用的ではありませんが、それは他の水素利用方法も同様で、最低でも350気圧、最近では700気圧での充填が必要とされます。
その内部エネルギーだけでも、車は少しは走りそうですね・・・。

回答No.2

myeyesonly

こんにちは。
反応熱で膨張する分があるからです。
例えば、絶対温度300度（37℃）が600度（563℃）になれば体積は倍になります。
体積が同じなら圧力は倍になります。
※ボイルシャルルの法則より

でも水素利用で一番エネルギー効率が高いのは現在の所、燃料電池でしょうね。

回答No.1

gadovoa

化学記号的に考えすぎではないでしょうか。

もっと単純に2モルの水素と1モルの酸素が化学反応をする時に

反応熱が出るでしょう。

その反応熱の力を利用するのが従来型内燃機関です。

水素イオンを取り出して、電気で動かすことも可能ですけどね。