火ってなに？火の温度は何度？火に関する事をゆるりと色々解説

火ってそもそもなんだろね？

まえがきの一件で僕自身が
火についていくつか疑問を感じたので調べてみたよ～(*´ω｀*)

火の起源ていつなん(*´・д・)？

人類は火を扱うことで生存競争を勝ち抜き
文明や宗教などを築いて団結し、現在地球上で繁栄してるんだけど…

ヒトがいつの時代から火を自ら道具を使い自前で起こして扱えるようになったのか？
その起源は
残念ながら痕跡はあるけど、確かな証拠がないから証明されていないのよね(´ε｀；)

自然に起きた野火を使っていた
痕跡があっても火山活動せいでできた跡とか

300万年～150万年～12万年…
学者さんの考えによってバラバラなんすわ(; ﾟﾟ)

18世紀後半まで火とはなんぞや？
って科学的に説明できないまま
なんとなぁく火を使ってきたんですって
(；・∀・)

19世紀に入って人類が火というモノを理解しだしてからは
文明がすんごい勢いで加速しながら発達して今日に至っているワケです(((๑´ㅂ`) ʬʬʬ

火の性質は？

さて
火の性質についてお話ししていきましょうね
٩(｡•ω•｡)و

地球上の全ての物質は
・固体
・液体
・気体
状態別に分かれているよね(´∀｀)
例えば
水は
・固体→氷
・液体→水
・気体→水蒸気

じゃあ火は？
どういう状態？(*´・д・)？
触る、掴む事はできないから固体では無い

火の液体は想像もつかない(｡･_･?)ﾊﾃ?
マグマは鉱物や岩石などが液体になってるので火が液体化したものではないし…

じゃあ…残るは……………
気体!

……………………きたい？

気体？気体だのか？？？？
(｡･_･?)ﾊﾃ?(*´・д・)？

気体は目に見えるかな？？？( ´･ω ก` )
(湯気や雲は気体になった水蒸気が冷やされて水や氷にもどり、そこに光が当たって見えています。)

火は…
あからさまに発光してるよね
(*ﾟ∀ﾟ*)･:*+.(( °ω° ))/.:+

光を放つと言うことは
電磁波が出てるんです(；－ω－)ｳｰﾝ

実は…
火はね

【プラズマ】なんです！(ﾉﾟοﾟ)ﾉ　ｵｵｫｫｫ-

気体になった燃料が熱によってさらに分子、原子レベルにおいて変化(電離)したもの。

ロウソクのロウで例えると
熱によって
固体のロウが溶けて液体になり
液体のロウが蒸発して気体になり
気体のロウの分子が電離してプラズマになり炭素の黒体放射により発光します。

プラズマは物質を状態で表すと
【第4の状態】です。
1・固体
2・液体
3・気体
4・プラズマ

火は
燃料が酸化し高温になり電離してプラズマになったものと言うことなのね٩(｡•ω•｡)و

自然界のプラズマには
雷
帯電した雲の高電圧によりパワーアップした電子の影響で大気が電離してプラズマ化したもの

電離層
太陽からの紫外線により、地上100km付近の大気が電離してプラズマ化したもの

オーロラ
太陽風からの電子線の影響で大気中の酸素や窒素が励起され発光プラズマ化したもの

などがあります。

用語σ(￣＾￣)？
【電離】
電気解離の略で原子、分子がプラスやマイナスに帯電する事です。
読んで字のごとく分子が持っている電子が、ほどけてはなれたりする事
イオン化と同じだがここでは説明割愛

【励起】
原子や分子が外からエネルギーを与えられて、
元のエネルギーの低い安定した状態から
エネルギーの高い状態に移行したもの

【黒体放射】
光が放射される仕組みの1つ。
熱が変化すれば黒体が発する光も変化するよ～的なものです。
例えば、(カンタンに説明するよ)
①常温では黒い
(発光無し＆黒いから可視光等を吸収している)
②だんだん熱を加えるとまずは暗く赤く発光する
(赤い波長は長い波長ね)
③さらに温度を上げると明るさが増して黄色く白く眩しく発光する
(赤より波長は短い波長)

これをまとめると、
黒体に熱を加えて

温度が低い時の光の色は赤い
温度が高くなるにつれて
黒体が発光する光は強くなり
光の色【スペクトル】は
赤から青の方に変わる。
(放射する光の波長がだんだん短くなる)
こういう事ですわ(((๑´ㅂ`) ʬʬʬ

↓光の説明記事↓
https://captain-lupin.com/how-to-marine-blue
低い温度の火は赤くみえる、暗い
↓オレンジ
↓黄色
↓白
高い温度の火は青くみえる、眩しい

この法則を使えば…

例えば溶鉱炉。
アツアツに溶けた鉄に温度計を刺しても
ジュッι(´Д｀υ)ｱﾁｨｰ
手が溶けたー(ノ#´Д`)
ってなるでしょ？ｱﾊﾊ(๑´ㅂ`๑)ﾊﾞｯｶｼﾞｬﾝ

例えば鉄が
1000度ならこの色に発光する
1500度なら
2000度なら………………

と黒体放射の原理がわかっていれば

溶鉱炉内のドロドロな鉄の温度を
色や眩しさを頼りに
放射される光を目で見て判断できるのよね
(鉄が溶けるのは1538度です)

ｺﾚﾊ(＊´∀`)ノ(∴◎∀◎∴)ｾﾝﾄﾞ! ▓█▇▆凸
ｺﾚﾊ(＊´∀`)ノ(∴◎∀◎∴)ﾆｾﾝﾄﾞ!▒▓█▇凸

【黒体】
黒体とは上記説明した通り、フツーの状態なら黒い(光を吸収=電磁波を吸収)
熱エネルギーを加えるとそれに伴い
発光する=電磁波を出すモノ

完全な黒体っちゅーもんは無いらしいが
黒体に近く、似たような物は次の通り
・ロウソクの火
・木炭とか炭系
・さっき説明した鉄
・フィラメント
・星(太陽などの恒星)

【分子・原子・電子】
物質を表す最小の単位が分子
分子をさらに分けたのが原子
原子の周りをクルクル回っているのが電子

例えば
水を水の性質が失われないように1番小さくした粒が分子です。

その1粒には
水素原子2個と
酸素原子1個
がくっついて構成されています(H2O)

コレをさらにわけるともはや水では無くなります
水素原子が2粒
と
酸素原子が1粒

電子とは
原子はそれぞれ電気を帯びていて、それぞれの原子の周りをクルクル周わっている電気のことですわ

元素とは原子の属性の事ね
名字みたいなイメージ(一生変わらない)
水素の原子さん(*・∀・*)ﾉ ﾊーｨ
酸素の原子さん(@`▽´@)/ ﾊｲｯ

なぜ火が着くのかな？

火が燃えるには

熱
酸素
燃料(可燃物=燃えるもの)

この3つの要素が絶対に必要なんですわ。
逆に火を消すには
この3要素を1つでも奪っちゃえばいいわけね～

火が燃えるという事は
1モノ(燃料=可燃物)が温められて
2可燃性のガスが出る
3ガスと酸素が激しく結合(酸化)して
4熱や光といったエネルギー生みだし
5酸素と結合したり結合しきれなかったものが
大気中に散らばる
6自身が生み出した熱によって
要素(燃料、熱、酸素)が無くならない限り
無限に燃え続ける

もひとつ注意
熱に関してです
だいたい私たちは火をつける時には…
火や電気火花の熱を使いますね(´Д｀;)
引火(いんか)というものです。

火がつくには
・引火点
・発火点
ついた火が燃え続けるには
・燃焼点

それぞれ必要な温度があるんですよ(*ﾟ∀ﾟ*)
温度が低い順から説明(-⊡ω⊡)b

引火点
可燃物が熱によって温められて、
熱分解が起こり
可燃性ガスを放出しだす最低温度の事
このガスに熱源を近づけると火がつきます。
ですが燃焼に必要な温度ではないっす
火がつく最低温度ね٩(｡•ω•｡)و

例えば
お料理していて菜種油をフライパンに入れて火にかけっぱなしにしたら…
313度を超えると菜種油が引火点に達して可燃性の煙が出だします。
それに火が当たると
ボワッといきますよ(´Д｀;)ｷｨﾂｹﾃﾖ

お酒は各種エチルアルコールが含まれている濃度も関係してます。
ビールを温めてエチルアルコールを揮発させても火がつくくらいの濃度はないのでね

燃焼点
可燃物が連続して燃えることが出来る温度です。
燃焼温度が足りないと
引火して火がついてもすぐ消えちゃいます。

発火点
可燃物が熱源無しでも勝手に発火する温度です。
周りに火や火花がなくても自然に発火する温度
(#ﾟДﾟ)

火の温度は？

火の色と温度

温度変化による火の色
日常生活で使う火の色は
赤い色～オレンジかかった黄色い色
ですわね(-⊡ω⊡)

タバコやお線香を650度
ロウソク1400度
ガスコンロ1700度
溶接バーナー3000度
この火の範囲でだいたい生活できるからです。

ですが黒体放射で説明したけど
火は温度が高くなるにつれて色が変わります

オレンジ色以上の温度の火って…
生活には使わないよね( ´･ω ก` )
使うとすれば…
研究開発、兵器くらい…

でも、使ってはいないけど
すんげぇ身近に見てるはずなんです(｡･_･?)ﾊﾃ?

それはね…

お星様！(☆∀☆)
お星様(恒星)の色が赤やら白やら青に輝いてますよね(*ﾟ∀ﾟ*)
その色を見て
お星様の温度がわかるのです。
赤いお星様は温度が低い
青いお星様は温度がすんげぇ高い
ということです(*´罒`*)

炎色反応

どぅ？

なんかモヤッとしてませんか？？？

ガスコンロやガスバーナー
火が青いじゃん(｡ŏ_ŏ)
青だから10000度あるの？
ウソやん( º言º)
わかってますよ(((๑´ㅂ`) ʬʬʬ
説明しますね～ｲｪｧ(╭☞´ิ∀´ิ)╭☞

火は可燃性のガスと酸素が反応してます。
コレを定義とすると
火は青いんです(๑´ㅂ`๑)

そう

火は全部青い！(ﾟДﾟ≡ﾟДﾟ)ェェｰッ!

ロウソクやマッチが赤く見えるのは
炭素の化学反応の光
酸欠による光
なんですわな(=ﾟДﾟ=)
ロウソクの火の下の部分は酸素がいっぱいあるから青く見えませんか？

酸素が充分に供給された火は
可燃ガスが熱分解して反応する前に
先に素早く酸素と反応しちゃうので
青いんです(๑・ .̫ ・๑)

だからガスコンロやガスバーナー、アセチレン酸素バーナーなどの火は青いのよ～(｡•̀ᴗ-)و ̑̑✧

【炎色反応】
特定の金属を燃やすと燃やされた元素特有の色を発光するというものです。

熱解離
特定の金属粉末や金属化合物を高温の火の中に入れると熱のエネルギーによって解離され原子化されます。

原子の周りを電子というものが一定の軌道上をグルグル回っているんですが
その電子が熱によって励起されパワーアップして

元の軌道上より離れた軌道上を周回しだすのね

離れて周回している電子は元の軌道上に戻りたいから光を放って
もらったエネルギーを消費して
元の軌道上に戻るわけね(｀･ω･´)ﾉ

放つ光は元素ごとに違った色の光なんだね～
だから観察するには
特定の金属じゃないとダメなのね
・放つ光が人間の目に見える波長の光である事
・粉末や塩化物の状態で原子化しやすい事
・火で燃えやすい状態である事

炎色反応を利用したモノに
花火があるよね～(≧∇≦)b

炎色反応した時の元素と色をいくつか紹介
赤系
・リチウム
・ルビジウム
・ストロンチウム
・ラジウム
オレンジ系
・カルシウム
黄色系
・ナトリウム
緑系
・バリウム
・モリブデン
・銅
・ホウ素
・タリウム
青系
・ガリウム
・インジウム
・スズ
・鉛
・ヒ素
・リン
・アンチモン
紫系
・カリウム
・セシウム

…家系
・ラーメン
ｺﾞﾒﾅｻｲ( ´艸｀)ｳｿﾃﾞｽ

さまざまな熱源

火がつく際の熱源をいろいろ紹介するね～
知っとけば防災に役立つかな

・火炎によるもの
マッチ、ストーブ、コンロ
・電気によるもの
電気火花、静電気火花、過電流
・機械的なこと
摩擦火花、衝撃火花
・化学的なこと
混合、酸化、醗酵

燃焼いろいろ

気体燃焼
可燃ガスが空気と混ざった可燃性ガスがその物質自体が燃えるのではなく
熱分解や蒸発によって発生したガスが燃えること

液体燃焼
ガソリン、シンナー、アルコール、灯油など、
液面から蒸発した蒸気が空気と混ざって燃焼すること

固体燃焼
木材、紙などが熱分解によって可燃ガスを放出しそれが燃焼すること

金属燃焼
燃えやすい金属が燃えやすい状態にになった時に火が着いてしまった場合
水をかけると水に溶けている酸素の影響で更に火が強まる

さいごに

ふ～っ(´-ι_-｀)
疲れた…

火の事について疑問に思ったばかりに…
かなり調べるハメになってしまった(T ^ T)

しかも…
参考記事やら文献やら…
専門用語連発( º言º)
誰に向けて説明してんのじゃ( º言º)?

僕みたいにゆるりと一般人向けに説明している記事は皆無( •́ㅿ•̀ )

ゆるりと説明するには…
むっずかしぃ表現で書かれている
あったまいい人達の記事を読んで
僕みたいな一般庶民の言葉に噛み砕いて訳さないといけないわけよ(｡º̩̩́⌓º̩̩̀).゜( p′︵‵。)

あったまいい方が
一般庶民にもわかるような言葉で
ゆるりと説明してくだされば…

こんなに苦労はしないんだけどね(*´罒`*)

30記事以上参考にして
僕が理解出来たやつだけ僕の言葉で書いてみましたよ…

少しでも皆様に伝われば
書いた甲斐があるかな(；－ω－)ｳｰﾝ

それじゃまたね～
(*°∀°)=3