海底での高圧ガス（酸水素ガス）の燃焼温度を教えてください。

酸水素ガスによる海底掘削方法を考えてみているものです。酸水素ガスは常圧でも２０００～３０００°Ｃになるとされており海底の高圧での燃焼温度はそれより高温になると思いますがその計算方法、特に水圧との関係はどのように考えればよいか教えてください。また１酸素分子と２水素分子の燃焼反応では２水分子が生成しますがこの分子数が減少する反応の燃焼温度に与える影響についても教えてください。どなたかよろしくお願いします。

質問者からの補足コメント

• 追記：メタンガスなどの燃料の燃焼温度計算については理論断熱燃焼温度の計算式が知られていますが水素ガスを燃料として空気ではなく、酸素ガスと反応させる場合の計算がよくわかりませんので教えてください。

    補足日時：2017/05/12 07:43

No.1 回答者： harunasaku 回答日時： 2017/05/07 08:48

溶接とか 鉄が溶ける温度が1500度では 無かったですか？？ 海の水圧からしたら微々たる温度です。

水圧が強すぎて ほぼ 近くに行っても 影響はないのでは？？
てか そんな 深海に耐えれる 潜水艦とかありますか？？

追記 太陽は燃えてますが 要は 核分裂を起こしてるからです。 なら 何故に爆発してなくならないのか 放射能が 飛び出さないのかは 太陽の圧力の方が 核より 優ってるからだっと思う。

No.2 回答者： hornblende_basalt 回答日時： 2017/05/07 21:30

どのくらいの水深の海底を想定しているのか分かりませんが，酸水素ガスが燃焼する際，「爆縮」という減少が起こるそうですね．

仮に南鳥島付近のマンガンノジュールを採掘すると仮定すれば，水深5500〜5800mの海底ということになります．
http://www.jamstec.go.jp/j/about/press_release/2 …

適当に計算して水圧は10mで約1気圧（1×10^5Pa）増加しますから，5500mの水深では単純計算で551気圧（5.5×10^7Pa）ということになり，地表よりも2桁大きな水圧がかかります．海水だともう少し密度が高いため，さらに高圧になるでしょう．
爆縮が起こった際，一瞬真空状態になるということですので，まずは10^7〜10^8Paの圧力差でも耐えられる掘削器具を考える必要があるように思います．例えばJAMSTECが保有しているしんかい6500などは，その名の通り水深6500mほどまで潜ることが可能ですが，水圧に耐えるために耐圧殻はチタン合金製で真球度1.004（2mの耐圧殻において，誤差±2mm以内）でできているそうです．高熱で圧力差10^7Paがかかりつづける器具を作るのは，まず最初の難関になるでしょうね．

次いで，酸素と水素をどのように海底まで運ぶかが大変そうです．先のしんかい6500では，故障時にはバラスト（おもり）を切り離せば自然に浮き上がれるように，極小の中空ガラス球をそこかしこに使ってわざと浮くように作っているそうですが，気体を満載したタンクを海底まで運搬するというのはそれと同じくらい大変な労力が掛かりそうです．

そして，詳しくはないのですが酸素と水素を混合した状態で海底の低温・高圧（4℃，10^7〜10^8Pa）に晒した場合，勝手に結合して水になってしまったりはしないんでしょうかね？

なお，No．1の方の追記が間違っておりますので，僭越ながら訂正しておきます．
太陽は燃えていませんし，核分裂でもありません．核分裂は，Uなどのように原子核が重い原子がより安定な原子核になるために，核が分裂して2種類の原子になる反応であり，最も原子核が軽い水素で核分裂は起こりません．
水素同士が「核融合」する際，質量の一部（約0.7%）が熱エネルギーに変換されます（質量欠損と言う）．この時放出されるエネルギーは，アインシュタインが発見した⊿E=⊿mc^2（Eはエネルギー，mは質量，cは光速度）の式で表されます．太陽はNo．1の方が仰るようにとても引力（圧力）が強いので，核融合を継続的に起こすことが可能なのです．

この辺りの説明はWikipediaをご参照下さい．
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%99%BD%E5%AD%90 …

https://ja.wikipedia.org/wiki/E%3Dmc2

No.3 回答者： チェリ01 回答日時： 2017/05/09 22:09

燃焼温度を計算で求めるのは現在の技術では基本的に不可能です。

ガス溶接などの一般的な大気下で使用される反応でも経験則によって制御・管理されています。