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冷たい炎？は作れない？
ものに「火を点ける」と熱が出ます。正確には、炎が出ます。では、同じように「何かをして」、冷気が出るようにはできるでしょうか？もしできないなら、その理由は何でしょうか？つまらない質問ですがよろしくお願いします。
- Yuya_Tachibana
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これは熱力学で考えると良いでしょうね。 炎で冷やすというのは、想定できないことはありません。逆の例で言えば、「水で焼く」調理マシンがあります。まあ、高温水蒸気なんですが。普通は水蒸気を出しても100度だと考えることでしょう。でも、気体となった水＝水蒸気はいくらでも高温になれます。1000度の水蒸気だってあり得ますし、そうなれば水蒸気は物を「焼く」でしょう。 であれば、周囲より炎の温度が低ければ？ そういう炎は周りを冷やすでしょう。常温では想像しにくいですが。 炎は？ ダイナマイトは？ と個別に問い続けることはきりがないので、物理学ではいったん「高温源」と「低温源」ということで単純化します。熱力学では決して高温源から低温源に「熱」が移動することはありません。熱の移動は、移動先の温度を上げます。そうしておいて、個別の例に当てはめていきます。 ご質問を言い換えましょう。「常温」（真夏日の気温でもいいです）と「炎の温度」がある。そして続けます。「常温」から「炎の温度」に「熱」の移動はあるかどうか。 0度でも30度でも40度でもいいですが、現在までそういう低温の炎は発見されていません（発火する温度はその程度でも、炎はかなり高温になる）。知られている限り、試した限りでは、そういう低温の炎はない。ですので回答としては「知られている限り」では「炎」が「直接」的に周囲を冷やすことはない、ということになります。もし発見されたら、直ちにこの回答は覆ります。 しかし周囲より高い温度を用いて、限定的に冷やすことはできます。ちょっと力学的な過程を経る必要はありますが、それがクーラーだったり冷蔵庫だったりします。間接的ならできる、ということですね。
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- ORUKA1951
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科学の基本は、観察です。目の前の現象をしっかり観察して何が起きているかをしっかり観察して、問題を切り分けてください。 「ものに「火を点ける」と熱が出ます。正確には、炎が出ます。」 「火を点ける」という現象は、熱を加えることによって、その物質が別の変化(この場合燃焼)を起こし始めて、火を遠ざけてもその変化が継続することを一般的に言います。 --燃焼とは日常会話では「青春を燃焼させろ」とか様々な意味に使われますが、ここではごく狭い意味で「光や熱をだす酸化反応」と狭い意味で用います。 「同じように「何かをして」、冷気が出るようにはできるでしょうか？」と言うことは、何かの刺激を加えて、その刺激を取り除いても周囲から熱を吸収することと考えると、多くの吸熱反応があげられるでしょう。まあ、エントロピーが増大するときは熱を吸収する。 氷を冷蔵庫から出しておけば、周囲の熱を吸収するので「冷気が出るようにはできる」し、尿素やアンモニアを水に溶かしても「冷気が出るようにはできる」でしょう。
お礼
以前先生に「炎って何ですか？」と聞いたことがあったのですが、「一種のエネルギーです」と言われて「？」だった記憶があります。何らかの「継続的な変化」の結果、炎という目に見える「光」になって同時に熱を放出し続けている・・・という、ことでよろしいのでしょうか？ということは、火を消すというのは反応が発生しなくなる状態にまで「落ち着かせる」という感じですかね。 意外なところで意外な疑問が解けた気がします。ありがとうございました。
- boyonboyon
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>冷気が出る 一般的には、そのような振る舞いを「吸熱反応」と言います。 「冷たさを感じる＝熱が吸われるから」ということですね。 一番身近なのは、ヒヤロンを代表とする冷却パックですね。 袋の中で硝酸アンモニウムと尿素が混ざり、吸熱反応が起こります。
お礼
お返事が遅くなってすみません。 薪は燃やして「熱を出す」燃料ですが、自然に当たり前にありますよね。でもヒヤロンは「熱を奪う」燃料？ですが、人工的に、恐らくその反応によって発生する熱移動の総量よりも多くのエネルギーを用意しないと製造できないと思います。つまり、「３の燃料を使って形の違う２の燃料を作る」というような、無駄（いわゆる損失）が必ず出てしまいます。 これは地球に限ったことですが、なんで「吸熱反応」をする”燃料”は自然界に存在しないんでしょうね？不思議です。
浮気がバレた後の奥さんからは冷たい炎が出ます。
お礼
もしかして、身体が震えて顔が青くなるのはそのせい・・・？
お礼
詳しい回答をありがとうございます。 物が「冷える」というのは「冷やされる」のではなく、相対的に「より冷たい」ものへ「熱が移動」している、ということでよろしいでしょうか？川の水が上流から下流へ流れ、溯ることがないように、熱も高いところから低いところへしか流れない。だから炎の、例えば2000度くらいの炎があったなら、それより熱いものになら「冷やす」ということもありうる・・・と。 炎がすごく高温でしか存在しないというのは、よく考えると不思議ですよね。何万度という炎もあるのに、100度くらいの炎はない。人間の体温がもともと2000度もあるようなら、炎を「冷たい」と感じたのかもしれませんね。