中学生のとき、水素に火を近付けると爆発するとか、酸素には燃焼を助ける働きがあるとかっていう、「気体の性質」を幾つか習いましたよね。
気体は、何故そのような性質を持っているのですか?
出来るだけ、分かり易く教えて頂けると嬉しいです。

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A 回答 (5件)

「爆発」というのは「急激な燃焼」であり、「燃焼」とは酸素を使った化学


反応の一種です。
したがって、「燃焼」を助ける働きがあるのは酸素の特権と言えます。

水素は酸素と結びつきやすいので燃えやすい(急激に燃焼しやすい)わけです。
「燃焼」は化学反応の際にエネルギーを放出し、これが光や熱などの物理現象と
して現れます。(気化を伴う「燃焼」であれば炎が見えます)
鉄が酸化するときも熱は出ていますが、大した熱量ではないので光りませんし、
炎も見えません(鉄が気化していれば炎も見えるでしょうけど)

こういった性質は気体だけが持っているものではなく、「エネルギーの大きな
物質」が持っているものです。
マグネシウムが激しく燃焼することは、水素が激しく燃焼することと化学的には
変わりのないことなのです。

焦点のずれた回答でしたらすみません。
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この回答へのお礼

>焦点のずれた回答でしたらすみません。

いえいえ、とても分かりやすいです。
ありがとうございます。
すっきりしました!

お礼日時:2001/06/15 13:08

ドライアイス+マグネシウム


アルミニウム+酸化鉄(III)

この二つは酸化還元反応。二つ目はいわゆるテルミット反応です。


炭酸ナトリウム十水和物+クエン酸

これは酸塩基反応。


ほかにもいくつかありますが、
実際に私が行ったことがある反応だけあげてみました。
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この回答へのお礼

色々な反応があるんですね。勉強になりました。
ありがとうございました。

お礼日時:2001/06/15 13:25

そもそも"燃える"とはあまり化学的な用語でない気がします??



化学反応を加速させ促す(助ける)媒体は触媒でしょうし
水素・酸素の場合は分子の相性がいいので化学反応しやすいですよね?触媒(燃焼助ける?)がなくても、水素と酸素はよく反応するわけで....

熱エネルギィーと光がパァーッと短時間で出るのが燃えるなんでしょうかね?
ジワジワ酸化するのは燃えるではない????
科学者じゃないので、そんなこと考えました
巨人の星で星飛馬の目が燃える? と一緒で人間が便宜上燃えると呼んでるだけなんでしょうね。 苦笑
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この回答へのお礼

確かに「燃える」というのも不思議ですね。ありがとうございました。

お礼日時:2001/06/15 12:51

ミもフタもない言い方をすれば、


水素には還元力があり
酸素には酸化力があるから。

で終わってしまいますが・・・

水素は自分でもっている電子を誰かに渡したがっている。
酸素は自分でもっているよりも、もう少したくさん電子がほしい。

この二つが出会うと、お互いに電子をやりとりして
より安定な状態になる・・・

というのが定番の回答かな?

ちなみに、「気体」という点に注目すれば、
気体は固体や液体に比べて自由に混ざりやすく、
分子そのものがもっているエネルギーも大きいため
反応しやすいだけです。

ものによっては液体どうし、固体どうしでも
反応します。

この回答への補足

ご回答、ありがとうございます。
最初の質問と趣旨が変わってしまうのですが、ものによっては固体どうしでも
反応するというのは、どのようなものなんですか?
そのような例が思い浮かばなかったもので...。

補足日時:2001/06/15 13:01
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「火を近づけると爆発する」というのは酸素と結びつきやすいということです。



酸素は、そこに燃えているものがあると、酸素自体が燃える素になるようなものなので、反応が激しくなります。名ので、「燃焼を助ける」ということになるのです。

それに対して、例えば窒素は分子の結びつきが強く、酸素と結びつきにくいので、「燃えにくい」・「火を近づけると消える」という性質があります。

他に「これがわからない」というものがあれば補足してください。
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この回答へのお礼

なるほど!やっとモヤモヤが消えました。
ありがとうございました。

お礼日時:2001/06/15 12:54

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二原子分子以上の気体では運動エネルギーとして
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なぜ、回転、振動は起こらないのでしょうか?
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相互作用のようなものが起こらず、エネルギーとして観測されないと
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質問よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

自由度の配分の仕方だけです。
単原子分子は三次元空間にあって三方向の自由度があります。
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Aベストアンサー

#3
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物体を静かに落とした時、地面を基準としたら、落とす直前の運動エネルギーは0,位置エネルギーは最大になり、物体が地面に着いた時、運動エネルギーは最大,位置エネルギーは0になると思います。
では、物体が地面に着いた後のエネルギーはどうなるのでしょうか?
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しかし、力学的エネルギー保存の法則から運動エネルギーが0になったら位置エネルギーは最大になると思うので、再び運動エネルギーは0,位置エネルギーは最大になるのでしょうか?

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すなわち、力学的エネルギーは保存します。

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この場合、何度も、跳ね返りを繰り返し、最終的には速度は 0 になります。
そのたびに、摩擦による熱エネルギーなどに変換されます。

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うろ覚えですが
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Q運動エネルギーについての問題

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(3)速度vで走っている電車内で、電車と同じ方向に速度vでボールを投げたら、ボールの運動エネルギーは 1/2 m(2v)2 = 2mv2

どうして、(1)の運動エネルギー+(2)の運動エネルギー=(3)の運動エネルギーとはならないのか?」
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こんにちは。
No2で回答した者です。
ここでは、別の観点から説明します。

  (投げた後のボールの運動エネルギー)=
  (投げる前のボールの運動エネルギー)+(投げる間にボールに対して行った仕事の量)…(**)

上の関係は一般的に成り立つものですが、もう習いましたか? 
これに基づいて、問題を考えてみましょう。

No2と同じく、
 電車の速さを V とし、
 投げた後の電車に対するボールの速さを v とします。

さて、この変化をどの観測者の立場で考えるのか、を明らかにすることが大切です。
ここでは、地上に静止している観測者の立場で考えましょう。
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 (投げる前のボールの運動エネルギー)=1/2 mV^2=これがあなたの(2)の運動エネルギーです。
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この仕事の量も、地上の観測者Aと電車中の観測者Bとでは、違った値になるのです。
(ボールに加えた力)は、Aから見ても、Bから見ても、同じ値(Fとする)です。
しかし、(力を加えながらボールを動かした距離)が、
Aから見た値(Daとします)とBから見た値(Dbとします)とでは、
異なります。その間の関係は、

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  F×Da=F×Db+F×(ボールに力を加えている間に電車が動いた距離)

さて、電車中の観測者の立場で上の(**)の関係を考えると、
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  F×Da=((1)の運動エネルギー)+F×(ボールに力を加えている間に電車が動いた距離)

以上の式を(**)の式に代入すると、

 ((3)の運動エネルギー)=
 ((2)の運動エネルギー)+((1)の運動エネルギー)+F×(ボールに力を加えている間に電車が動いた距離)

となります。
F×(ボールに力を加えている間に電車が動いた距離)の分だけ、違いが生じるということです。
ちなみに、この値は、上の回答No2の「+ mvV」と等しいのです。

こんにちは。
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ここでは、別の観点から説明します。

  (投げた後のボールの運動エネルギー)=
  (投げる前のボールの運動エネルギー)+(投げる間にボールに対して行った仕事の量)…(**)

上の関係は一般的に成り立つものですが、もう習いましたか? 
これに基づいて、問題を考えてみましょう。

No2と同じく、
 電車の速さを V とし、
 投げた後の電車に対するボールの速さを v とします。

さて、この変化をどの観測者の立場で考えるのか、を明...続きを読む

Q燃焼・爆発に関する質問

自分の考えが合っているかどうか確かめたいので、皆さんの意見を聞かせてください。

・爆発範囲はモノシランの方が水素より広い。
・静電気による放電火花はエネルギーが小さいので、可燃性混合ガスの発火源にはならない。
・常温でも、大気中に流出すると発火するおそれがあるガスもある。
・支燃性ガスが存在しなくても、発火源が存在すれば爆発の起こるガスもある。
・爆発範囲は、空気と混合した場合よりも、酸素と混合した場合の方が広くなる。
・空気中の可燃性ガス濃度が高いほど、火炎伝ぱ速度が速くなる。
・急いでボンベを交換するとき、支燃性ガスとの混合の可能性が無いため安心して容器弁を急速にあけることが出来る。

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

そもそも発火と着火を混同しています?

 発火というのは、その物質そのものの温度を上げているうちに、炎が出る現象で、天ぷら火災などがよい例です。

 着火というのは、裸火などを近づけて、炎が出る現象です。

爆発範囲
モノシラン:1.37~100% 
   水素:4~75%   よって、モノシランの方が広い

静電気
 発火源にならない … 着火源の誤り?
 いくつかの化学工場で静電気による火災・爆発事故を起こしています。

常温で発火
モノシランが「発火」するようです。「着火」ならより多くの気体があげられるでしょう。

支燃性ガスがなくても発火
モノシランが該当するようです。

空気より酸素の方が爆発範囲が広い
(中略)

可燃性ガス濃度が高いほど、火炎伝播が早い
支燃性ガスが多い方が火炎伝播が早いようです。

容器弁を急速に開けることができる
静電気が発生するなどしますので、ゆっくりあけた方がよいです。

Q運動エネルギー

運動エネルギーの和は、重心の運動エネルギーと重心に相対的な運動エネルギーの和に等しいことをΣを使って証明できるのですが、2物体とか具体的に数字が出たら原理は、わかるのですが証明はいまいちわかりません。何方か教えてください。

Aベストアンサー

>二個の質点に対してK=KG+K´を証明するときどうすればよいのですか?

ここでの式は次の内容を表しているのですね。文字で表すときは言葉の説明も添えてもらうと分かりやすいです。

>運動エネルギーの和は、重心の運動エネルギーと重心に相対的な運動エネルギーの和に等しい

2物体の場合でいいのですか。

それぞれの式の表現はきちんと出来ていますか。それさえ出来ていれば単なる式の変形ですので難しくはありません。どこでどう引っかかってしまったのかが私にはよく分かりません。私は物体を1と2で区別しました。Σだけでは分かりません。まずここにハードルがあるのではないですか。自分で「ここが引っかかったところだ」と具体的に突き詰めることが出来たらたいていは全部自分で解決できる場合が多いです。ただ全体的に「分からない」と言っている間は「いつまでたっても分からないまま」なのです。

2物体の場合での方針を確認しておきますから文字の意味、式の表現等を改めて確かめてやり直してみて下さい。

(1)2つの物体を区別して表現する。(1,2とかA、Bとかで)
(2)質量、速度の文字を決める。
(3)重心の速度の表現を求める。(2つの物体の速度、質量で表す。)
(4)重心に対する相対速度の表現を求める。
(5)はじめの速度で表した運動エネルギーの和(K)、重心に対する相対速度で表した運動エネルギーの和(K’)の表現を求める。
(6)重心の運動エネルギー(KG)の表現を求める。
   この時の速度は重心の速度、質量は2つの質量の和です。
(7)K=KG+K’を変形で導く。
   右辺から左辺に持っていく方が分かりやすいでしょう。

(7)の質量で間違っていませんか。
#2に重心の速度、重心に対する相対速度の表現は書いてあります。


 

>二個の質点に対してK=KG+K´を証明するときどうすればよいのですか?

ここでの式は次の内容を表しているのですね。文字で表すときは言葉の説明も添えてもらうと分かりやすいです。

>運動エネルギーの和は、重心の運動エネルギーと重心に相対的な運動エネルギーの和に等しい

2物体の場合でいいのですか。

それぞれの式の表現はきちんと出来ていますか。それさえ出来ていれば単なる式の変形ですので難しくはありません。どこでどう引っかかってしまったのかが私にはよく分かりません。私は物体を1と...続きを読む

Q気体の性質の式

127℃、8.2atmのもとで、質量4.0gの水素(気体)がある条件で、
問(1)この水素の原子量は何molかですか。
問(2)この水素の体積は何リットルですか。

私のだした答は(1)0.5mol,(2)2リットル
だと思うのですが、あってますか?
教えてくださいよろしくお願いします.

Aベストアンサー

(1)水素分子の分子量はH_2=2ですから, 2gで1molです(モル質量は2g/mol).
すると,4.0gなので2.0molですね.

(2) (1)でモル数n=2.0molとなったので,ここもちょうど4倍で8リットルです.

Q運動エネルギーと力

運動エネルギーと力の概念の違いが知りたいです。
もちろん公式が違うのはわかるのですが。

運動エネルギーをもつということは力があるということですよね?
物体Aに力がくわわるというとは物体Aは運動エネルギーをもつようになる。

この表現ってあっていますか?

Aベストアンサー

> 運動エネルギーをもつということは力があるということですよね?
> 物体Aに力がくわわるというとは物体Aは運動エネルギーをもつようになる。

答えは「そうではない」のですが、どこが違うのかが知りたいのですよね。
以下に自分なりの説明を試みてみます。

たとえて言うならば
お金持ち=口座残高が多い=金を使いまくる
みたいな等式が成り立ちそうに思ってしまうけれども実際はそうではない、というようなものです。

「運動エネルギー(K)」と「力(F)」は両方とも「運動量(p)」に関係があるのですが、この3つは別のものです。
つまり K と p の間には関係があり、p と F の間にも関係があるのですが、
もちろん K と p は違うものだし、p と F も違うものです。

関係があるけど違うもの、という例は、たくさんあります。
物理の範囲に限ってみても「熱と温度」「電流と電圧と電力」などの例があるし、
円の面積と円周の長さとか、会社の資産と収入や支出とかもそうです。

> 運動エネルギーをもつということは力があるということですよね?
まず「力がある」というのが物理の概念としてはおかしいです。
力というのは「受ける」ものであって「ある(持つ)」ものではありません。
力Fを受けるとは、時間Δtのあいだに運動量pΔtをもらうことを言います。
言わば「寄付を受ける」「年金を受ける」と同じ意味で「力を受ける」と言っているわけです。

もしこれが
「運動エネルギーをもつということは運動量をもつということですよね?」
だったら、それ自体は正しいと言えます。
もちろん「運動エネルギー」と「運動量」が同じという意味ではありません。
運動量はベクトルであるのに対し、運動エネルギーはスカラーであって、性格が根本的に異なるのですから。
しかし「運動エネルギーは運動量の大きさで決まる」ということは言えます。
三角定規の面積は(形が相似なら)底辺の長さで決まる、というのと同じです。

他方、運動量と力の関係は、口座残高と口座取り引きの関係にたとえられます。
さきほどの「年金を受ける」を例に考えてみましょうか。
仮に1年あたり100万円の年金を受けて、それを何にも使わず貯めておいたとすると、
5年たてば500万円の貯金ができるでしょうか?
答えは必ずしもそうとは限りません。
最初に200万円の借金があったら300万円しか貯金できないわけですから。

力というのはこれと似ていて、力を受けると運動量が必ず増えるかというと、そうとも言えません。
もう少し物理的に言うと「力や運動量には向きがある」という点を考慮する必要があります。
大きな慣性をもって東向きに進んでいる物体に、西向きの力を加えたら、
その力はブレーキとして働くわけですから、運動量の大きさはゼロに向かいます。
(もちろん長時間にわたって力を加えつづけたら話は別で、西向きの運動量を生じます。)

このことと、上に書いたこととをあわせて考えると、
> 物体Aに力がくわわるというとは物体Aは運動エネルギーをもつようになる。
とは言えないことが分かります。
力がブレーキとして働く(運動量の大きさを減らす)なら、物体は運動エネルギーを失うわけだし、
また物体が最初から運動しているなら、力など受けなくても物体は運動エネルギーをもつのですから。
(力を受けない物体は等速直線運動を続ける、という慣性の法則を思い出してください。)

では初期状態を静止に決めておいたら、大きな力は大きな運動量を生じるでしょうか?
それもそうとは限らないですよね。
運動量の変化は力の時間的積算量(力積)だから、
力の大きさだけでなく時間の長さも関与するはずです。
100万円の年金を1年もらった場合と、10万円の年金を30年もらった場合を考えてみてください。

以上、式でまとめて書くと
K = p^2 / (2m)
Δp = F Δt
という関係がなりたちますが
「Kはスカラーだがpはベクトル」
「pはFの積算量」
という点に注意して考えれば、K, p, F の違いが理解できると思います。

> 運動エネルギーをもつということは力があるということですよね?
> 物体Aに力がくわわるというとは物体Aは運動エネルギーをもつようになる。

答えは「そうではない」のですが、どこが違うのかが知りたいのですよね。
以下に自分なりの説明を試みてみます。

たとえて言うならば
お金持ち=口座残高が多い=金を使いまくる
みたいな等式が成り立ちそうに思ってしまうけれども実際はそうではない、というようなものです。

「運動エネルギー(K)」と「力(F)」は両方とも「運動量(p)」に関係があるのですが、この3...続きを読む

Q混合気体の燃焼と体積

水素、アセチレン、一酸化炭素の混合気体Aがある。A50mlに酸素60mlを加えmこれらを完全燃焼させたところ体積は37.5mlになった。燃焼後の気体を水酸化ナトリウム水溶液に通すと堆積は12.5mlになった。Ani含まれていた。アセチレンの体積は何mlか。

燃焼の反応式は、それぞれ次のようになる。
H2+(1/2)O2→H2O
C2H2+(5/2)O2→2CO2+H2O
CO+(1/2)O2→CO2
・・・以下省

教えてほしいところ
この反応式を使って、連立して答えを求めていました。
しかし、熱化学反応の式でないので係数が分数って駄目じゃないんですか??
なぜ、間違った係数で計算しているのに答えが求まるんでしょうか???

Aベストアンサー

係数は整数という、化学反応式の約束事からは逸脱していますが、反応に関与する物質量の比については間違っていないからです。


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