火が水で消える理由ってなんですか?
温度差かな~と思ったのですが、お湯でも消えますよね(実験してみました)?
どうしてきえるんでしょうか?

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A 回答 (8件)

 何度も投稿して他の方に反論しているようでちょっと心苦しいですがもう少し補足します。



消火のパターンはいくつかあるでしょうが、大企業の工場などでは消火器を使うと機械等が使い物にならなくなってしまいます。
そこで少し火が付いてしまったときにどうするかというと炭酸ガスのボンベから二酸化炭素を吹きつけるのです。
ほんの1秒で炎がなくなってしまいます。
決して温度が下がるような長い時間では有りません。
そして自然発火はなかなかしないのです。

この消火法は特殊ではなくごく一般的な方法です。
炭酸ガスは非常に比熱が小さくボンベから噴出されるときに少し低い温度になりますが、比熱の小ささを考えると対象物の温度が充分に下がるとは思えません。

それぞれの方がいくつかある消火のパターンの一つにこだわって書いているだけでどれも間違いではないと思います。
燐などのように低温で燃えるものもあり温度だけにこだわるのもどうかと思いまた書いてしまいました。(燐に発火温度より高い温度の灯油などの油を掛けても火が消えてしまう)

もう最後にしますが水を掛けても火が消える理由はいろいろあることを覚えておいて下さいね。
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  すでに色々な回答がありますが、敢えて追加回答します。重要なことを忘れておられるからです。
 
  燃焼の三つの要素はすでに挙げられています:
  1)可燃物
  2)酸素
  3)熱(温度)
 
  この三つです。
  水を燃えている物質(可燃物)などにかけると何故火が消えるのか、それは、基本的には、3)の「熱」を水が奪い、燃焼の継続を不可能にするからです。
 
  何故、水が「熱を奪うのか」というのが重要です。参考URLに載っていますが、水は「比熱」が非常に大きいです。これは、水はなかなか温度を上げることができず、一旦温度が上がるとなかなか冷めにくいということです。また、水は気化熱がもの凄くたくさん必要です。更に、金属に較べると、熱伝導が低く、熱がなかなか水には伝わりません。
 
  水に似た不燃性の液体を、燃えているものにかけても、比熱が小さく、気化熱量が小さいと、あっという間に沸騰し、次に気化して燃焼物から離れ、燃焼物の燃焼を止めるために必要な熱を奪う前に、蒸発して、大気中などに消えてしまいます(適当なそういう液体の例が思いつきません。参考URLの表のエタノールとかエーテルは、それ自身可燃物で、こんなものをかけると、気化するや燃えだし、余計に火が燃えます)。
 
  水と湯で同じ効果があるのは、熱湯であっても、気化させるには、膨大な熱量がいるからで、これに熱量を奪われて、燃焼を維持する熱がなくなるからです。
 
  何か特殊な場合、水が酸素を遮断して燃焼を止めるということがあるかも知れませんが、普通に経験する、水をかえると火が消えるのは、接触した水の温度を上げ、気化させ、燃焼温度を維持しようとしても、水は比熱が高く、気化熱が大きいので、気化する前に大量の熱を奪って、燃焼を維持する熱がなくなるからです。
 
  水を大量にかけても消えない例は、木造家屋などの火事の場合で、ごく初期の場合は、バケツ一杯で消える火事も、木造建築の中心の柱などが燃え出すと、水をホースで幾らかけても、もの凄い燃焼熱に、かけた水が水蒸気に変わり、確かに熱を奪いますが、その程度熱を奪っても、燃焼熱が巨大で、熱がなくならないのです。
 
  特殊な例をあげて説明されている方もいますし、お湯と水で変わりがないのは、発火点が、高いからだと説明している方もいますが、本当に重要なファクターは、水もお湯も、温度上昇(比熱)や気化熱に大量の熱を使うので、一旦水やお湯がかかると、温度を上げ、気化させて取り除くのに莫大な熱が必要で、この熱消費で、燃焼に必要な熱がなくなるので、火が消えるのです。
 

参考URL:http://www.con-pro.net/readings/water/doc0009.html
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 先ほどの回答に補足します。



ろうそくは風が吹くと消えてしまいます。
これはろうそくの温度が下がったためではありません。
ろうそくから出る可燃性ガスが風(空気)によって薄められて燃焼可能な濃度を保てなくなるからです。
消えたろうそくにライターやマッチの火を上から近づけると、かなり離れたところから火を誘引して再点火します。このことはろうそくそのものは自然発火点よりも低い温度のままでも燃焼していて、いったん炎が消えてしまうと自ら燃えることができないことをあらわしています。

燃焼の中には熱分解で出すガスの自然発火点よりもそのもの自身は低い(熱分解はしているけども発火できない)温度のままで燃えているものもたくさんあります。
自分の炎で連続的にガスに点火しているのです。
そういう物に一瞬でも炎が消えるような環境を与えると自ら再点火できないのです。
ダイナマイトで火災を消すのも同じ理由です。

水を掛ける時、その水や発生した水蒸気で酸素と一時的に遮断され炎がいったん消えると自らは再発火できないという原理を利用した場合もかなり有ります。

温度が下がり燃焼できなくなる場合もありますが、もともと燃えているものは自然発火点よりも低い温度のものもあるわけですから温度が下がることが鎮火の主な理由だと言えない場合もたくさんあります。

鉄工所などで使うアセチレンガスと酸素の溶断器で、油の染みた綿や布などに誤って火がついた時に、火を消した溶断器から酸素の高圧ガスを出して燃えているものにふきつけると炎が消えてしまいます。(あんまりやってはいけないですけど)
一見炎が大きくなると思われますが、燃えている布などからでる燃焼ガスが吹き付けられた酸素で燃焼できない濃度まで薄まってしまうために燃焼できなくなってしまうのです。
その時は決して布は温度が下がっていません。
でも消えてしまうのです。
それも酸素がたくさんあるにもかかわらずです。

要するにいったん炎を消せばなかなか再点火できないことを利用するために水を掛けたりダイナマイトを使ったりするわけです。
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ものには「これ以上の温度に熱せられると燃え出す」という温度があります。

発火点、着火点などと呼ばれます。(「燃焼には温度が必要」という言い方はあまり適切でないように思います)。
燃焼反応では、何かが燃えることにより発生した熱が周囲の温度を上昇させ、それにより周囲の燃焼が新たに起こるという過程が繰り返されています。(もちろんnaoppeさんがおっしゃるように、通常はその前段階として熱分解が起こりそれにより生じた気体が燃焼します)
燃焼反応で熱が発生したとしてもその熱をすぐに奪ってしまい、周囲の温度上昇を抑制すれば燃焼は持続できなくなり火は消えます。細いパイプの中や狭い隙間では火炎は伝播できないのですが、これは燃焼で発生する熱量に対し周囲の壁面から逃げる熱量が大きいためです。水をかけると燃焼で発生した熱がまず水を蒸発させるために費やされて周囲の温度が上がりにくくなります。このため燃焼を維持できなくなり火は消えます。湿ったマキに火が付きにくいのも、酸素が遮断されるためではなく水を蒸発させる分余計に熱量を必要とするからです。

水を掛けた場合とお湯を掛けた場合の違いは以下のように説明されます。水の場合は「お湯にするための熱量+蒸発させるための熱量」を周囲から奪います。確かにお湯に比べると前者の分だけ大きいですが、前者は後者に比べて小さいので無視できます。(例えば20°の水を100°にするための熱量は、同量の水を沸騰させるための熱量のわずか15%でしかない) 従って、水を掛けてもお湯を掛けても火はほとんど同様に消えます。

酸素の供給を遮断して消火する方法は確かにありますが、単に水を掛けた程度でしたら酸素供給遮断には至っていないと思います。
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 こんにちは^^


 
物が燃えるときはほとんど熱により可燃性のガスが発生して、それが外部の酸素と結合するという形で燃焼が進みます。

大量の水なら熱が下がることもありますが、水そのものでガスと酸素が遮断されて燃焼できなくなります。
少量の水でも消えるのは、水が熱で水蒸気となり可燃性のガスと混ざってしまうことで燃焼の妨げとなるためでしょう。

しかし油の燃焼などでは水を掛けることで爆発的に水蒸気ができることで油も一緒に飛び散り、結果として周りの酸素と遮断できずに逆に火が飛び散ってしまうということも起きます。

要するに酸素と遮断できればいいのだから水でなくても砂でも炭酸ガス(二酸化炭素)でも消えますよ。
ただ熱が下がらないうちに途中でやめるとまだ発生している可燃性ガスが酸素と触れてまた引火します。

30年程前に家庭で使っていた消火器(自転車の空気入れみたいに手でピストンする旧式のもの)は中身が紛末でしたが、多分熱で不燃性のガスが発生する粉でしたよ。
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お湯でも消せるかちゃんと実験したのはえらい!と思います。


…しかし。お湯はたとえ沸騰していても100℃以下。
それに対して紙の発火点は290℃、木でも250℃。
やっぱり温度差があるんです。

もうひとつ、物が燃焼しているところでは熱で揮発した燃料(木や紙)の成分に酸素がふれて反応しています。
水で濡れることによって、この揮発している物体の表面と空気との間が遮断されてしまうのも、原因の一つだと思います。
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火が燃えるためには、3つの要素が必要です。


燃えるもの(木・ガス・燃料とか)
酸素(空気)
温度
この中のどれか1つでも無いと火は燃えません。
水の場合この中の温度に該当します。
水をかけることによって急激に冷やされるからです。
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 確か、火が燃えるためには、酸素があること、燃える物質があること、温度があること、の三要素だったと思います。

水やお湯で消えるのは、温度を下げることによるものかと思います。
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