火ってなに？

質問

火ってなんですか？
どうして熱いのでしょうか？どうして光を発するのでしょうか？そもそも火の本質とは何でしょうか？
わかる方、教えてください。

回答No.2

SCNK · ベストアンサー

まず確認しておきますが、本当の火はもやもやと揺れ動いている赤い部分ではありません。あれは燃え残った炭素粒子が赤熱しているだけです。

本当の火はその内側です。厚い理由は急激な酸化反応を起こしているからです。燃料となる気化ガスのエネルギーの方が、燃焼ガスより大きいので熱が生じているのです。またその熱が反応に必要なエネルギーより大きく、十分に燃料ガスを加熱して反応を継続できるのです。

光る理由は、燃料ガスの分子が酸素と結合する段階でラジカルな粒子や分離した原子ができます。高温によりこれらの粒子の電子軌道が励起し、それが基底状態に戻るときに、その差の部分のエネルギーの波長の光が生じるのです。まあ単純に言えば電子に加速度運動をさせると何らかの電磁波を生じますが、その一種と言う事でしょう。

火の本質は、このラジカルな粒子など、熱エネルギーによって電離した粒子、つまりプラズマの集まりといってよいでしょう。もっとも未反応の燃料ガスや反応生物の燃焼ガスも含まれていることでしょう。

お礼

つまり酸化反応によって生じた気体（または周辺の気体）が、そのときの発生した熱によって、励起しそれが元にもどることによって、光を生じる、これが火ってことですね。

＞火の本質は、このラジカルな粒子など、熱エネルギーによって電離した粒子、つまりプラズマの集まり

なるほど、よくわかりました。
詳しい回答ありがとうございます。

補足

あとから気づいたのですが、生成物よりも反応物の方がエネルギーが高い発熱反応は酸化反応以外にもありますよね。しかし火は酸素がないと起きません。これはどういうことなんでしょうか？酸化反応だけが何故特別なのでしょうか？これはただ単に酸化反応が気体を励起させるだけの熱を発生させることができるからということでしょうか？酸化反応について無知なものですみません。

回答No.5

SCNK

＃２です。
必ず酸素がないとという訳ではありません。酸化というのも酸素と化合といういみであるとともに、電子を得るという意味にも拡大されているです。現実に過塩化物などは酸素がなくても自己燃焼します。

励起して光を発するのもエネルギーが与えられればよいわけで、たとえば放射線を浴びて励起して、光を発するといこともあります。

お礼

＞現実に過塩化物などは酸素がなくても自己燃焼します。

酸素が無くても火は起きるのですね。自分にとってはとても新鮮の発見です。まとめますと、エネルギーを与えれば光を発するが、それが炎のような形になるには、燃焼反応のような持続的な発熱反応によって上昇気流を発生させる必要があるということですね。
大変勉強になりました。回答ありがとうございました。

回答No.4

ticky

ごめんなさい。
「直接」は余計でした。
酸素と反応するのに「直接」も何もないですよね。
ガスやプラズマになるのは、熱によるものだと思います。

「酸素」は、実はあまり関係ないと思います。（酸化反応が有名なのは、ほかの物質と結合しやすい酸素が空気中に豊富だから）
燃えるものが気体状（ガスやプラズマ）になって、気体である酸素と反応していくから、その反応の場が炎に見えるのだと思います。
炎が上にとんがっているのは、気体は暖まると軽くなるからです。
炎の光は、ご指摘の通り、熱によるものだと思います。（物質の反応する瞬間に、電磁波が放出されるかもしれませんが、このあたりについては私はよく知らないです）

炎状のものを発生させたければ、一方のガスをパイプから流すなどして、気体と気体を上手に反応させれば、炎状のものができると思います。
（ただ、確かに酸素は反応性が強く、豊富に存在するという点で特殊といえば特殊です。ミトコンドリアができるまで、酸素は生物にとって猛毒だったわけですし、ほとんどの鉱物は酸化物の形で産出しますし）

お礼

＞酸化反応が有名なのは、ほかの物質と結合しやすい酸素が空気中に豊富だから

なるほど、それで酸化反応がよく出てくるのですね。
酸素というのは深いですね。酸素について調べてみようと思います。
二度目の回答ありがとうございます。

回答No.3

ticky

燃焼は、急激な酸化ですよね。

火(炎)はたしかに燃焼が起こっているわけですがそれだけではないです。

ガスやプラズマになった物質が、空気中の酸素と直接反応するので、その形が炎となるのだと思います。
（墨など個体のまま燃焼する場合は、炎が起きません。液体のまま燃える物質は、ちょっと思いつきません。)

お礼

＞ガスやプラズマになった物質が、空気中の酸素と直接反応するので、

直接反応するとはどういうことでしょうか？酸化反応によってガスやプラズマになった物質が、さらに空気中の酸素と酸化反応を起こすということですか？これによって得たエネルギーによって気体が励起し光を放ち炎の形になるということなのでしょうか？酸素が必要なのはエネルギーを得る手段として酸化反応が最も適切だという理由からなのでしょうか？
質問攻めになってしまい、すみません。
回答には感謝しております。

回答No.1

p-21

火＝燃焼　とは急激な酸化反応のことです

お礼

急激な酸化反応ですか。
自分の浅はかな知識では具体的なイメージが・・・
回答ありがとうございました。