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日常の物理学Part20!ロウソクの炎は外側が熱い!?燃える仕組み!

みなさん、ゴールデンウィークはどのように過ごされましたでしょうか?
僕は、人が多かったので遠出は控えて、川原でBBQなどして過ごしました。自然の中でやるBBQは最高です。
ガスコンロと違って炭火で焼くと、普通のお肉が美味しい料理に変わります。これは火の違いで、熱の伝わり方が違うからですね。炭で焼くと表面がカリッと焼けて、中にジューシーな旨味が蓄えられるので美味しいです。
今日はそんな火について書いていきます。

ものが燃える仕組み

火と聞いてイメージするのは、ロウソクやマッチの炎だったり、ガスコンロやバーナーの炎だったり。もしくは太陽の炎でしょうか。
地球上でものが燃える仕組みは一般的に、可燃物が空気中で熱をもらって発熱反応(酸化反応)を起こすことで、熱と光を発します。
※太陽が燃えている原理は地球のそれとは異なり、核融合反応で熱と光を発しています。
そのため、ものが燃えるためには、可燃物と支燃物(酸素など)と熱が必要となります。どれか一つでもないと、燃えないです。
よくロウソクやマッチの火に器を被せると火が消えますよね!?あれは支燃物である酸素をなくすことで、燃えない状況にしているわけです。

炎の温度の違い

ロウソクやマッチの炎は、内側と外側で温度が違います。
どちらがより温度が高いでしょうか?

答えは、外側の方が高温です。
外側は空気と触れているため、十分な支燃物がある状態で反応しているため、完全燃焼しています。一方、内側は空気と触れていないため十分な支燃物がない状態です。そのため不完全燃焼となり反応が十分に進まないため、発する熱が弱くなります。
燃える仕組みを知っているとわかりやすいですね。

また、ロウソクやマッチの火と、ガスバーナーやガスコンロの火の色は違いますよね!?
これは温度の違いで、炎の温度が高くなればなるほど色が、
赤色→黄色→白色→青色
と変化します。
ガスコンロやガスバーナーの炎の色は青色であることが多いですが、火力を弱めると赤色の炎になったりしますよね!?

おわりに

人は火を利用できるようになって、発展してきました。
火があることで、夜間や寒冷地でも活動できるようになりましたし、調理の幅も広がりました。肉などのタンパク質は、加熱した方が栄養摂取しやすいですし。

火はかなりの高温なので、火傷などに注意が必要ですが、上手く利用すればとても便利です。
それを上手く利用するためには、燃える仕組みを知っておくことが大事ですね。


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