第３章 燃焼理論
①燃焼
重要ポイント
燃焼するために必要な要素。
物質の状態（個体、液体、気体）による燃焼の違い。
燃焼のしやすさ
燃焼とは
物質が酸素と結びつくことを酸化反応といい、そのなかでも『熱と光が発生するものを燃焼』という。
燃焼に必要な３つの要素を、
可燃物（燃えるもの）、酸素供給体（酸素）、点火源（火）
『燃焼の３要素』という。
この３要素のどれか１つでも欠ければ、燃焼は起こらない。
逆に、火を消すには３要素のうち１つでも除去すればよいということになる。
可燃物：
可燃物とは、燃えるもののこと。可燃性物質ともいう。木材、紙、多くの有機化合物、一酸化炭素などがある。
酸素供給体：
酸素供給体とは、酸素の供給源となる燃焼を助ける物質のこと。
空気中の酸素。酸化剤中の酸素（第１類、第２類危険物）や可燃物の中に含まれる酸素（第５類危険物）も供給源になる。
酸素供給体は、空気中の酸素だけとは限らない。
可燃性物質の燃焼には酸素がある濃度以上必要であり、その濃度は限界酸素濃度という。
点火源：
火気、火花、静電気、摩擦熱等が当てはまる。
融解熱や蒸発熱は当てはまらない。
個体・液体・気体の燃焼
個体の燃焼：
個体の燃焼には、蒸発燃焼、分解燃焼、表面燃焼の３つの燃焼がある。
| 名称 | 燃焼の仕方 | 主な燃焼物 |
| 表面燃焼 | 表面で熱分解も起こさず、蒸発もしないで、表面だけが赤く燃える燃焼。炎をあげないため無炎燃焼ともいう。 | 木炭、コークスなど |
| 分解燃焼 | 加熱による熱分解によって生じた可燃性ガスが燃焼すること。 | 紙、木材、石炭、プラスチックなど |
| 蒸発燃焼 | 加熱された個体が熱分解せずに蒸発して、その蒸気が燃える燃焼。 | 硫黄、ナフタレンなど |
分解燃焼のうち、その物質中に酸素を含むものが燃焼することを自己燃焼（内部燃焼）という。ニトロセルロース、セルロイドが当てはまる。
分解燃焼は炎が出るが、表面燃焼は炎が出ない。紙や木を燃やすと火が出るが、木炭を燃やしても火が出ないイメージ。
液体の燃焼：
アルコールやガソリン、灯油などの可燃性液体は、液体そのものが燃えるのではなく、液面から蒸発した可燃性蒸気が空気と混合し、何らかの火源によって燃焼する。これを蒸発燃焼という。
乙４の取扱危険物はすべて液体のため、この蒸発燃焼によって燃える。
気体：
気体が燃焼するには、可燃性ガスと空気が一定の濃度範囲で混合することで気体の燃焼が起きる。
あらかじめ混合して燃焼することを予混合燃焼。
混合しながら燃焼することを拡散燃焼という。
燃焼の難易
熱が蓄積されやすいもの、空気中の酸素と接触しやすいものほど燃焼しやすい。
燃焼のしやすさは下記を通り。
- 酸化されやすいものほど燃えやすい
- 酸素との接触面積が大きいものほど燃えやすい
- 発熱量（燃焼熱）大きいものほど燃えやすい
- 熱伝導率が小さい(表面温度が高くなる)ものほど燃えやすい
- 乾燥度が高い(含有水分が少ない)ものほど燃えやすい
- 可燃性蒸気が発生しやすいものほど燃えやすい
- 周囲の温度が高いほど燃えやすい
まとめ
燃焼の３要素
- 可燃物
- 酸素供給体
- 点火源
『個体燃焼』
- 表面燃焼（木炭、コークス）
- 分解燃焼（紙、木材、石炭、プラスチック）
- 自己燃焼（内部燃焼）（ニトロセルロース、セルロイド）
- 蒸発燃焼（硫黄、ナフタレン）
『液体燃焼』
- 蒸発燃焼（ガソリン、灯油、アルコール）
『気体燃焼』
- 予混合燃焼（可燃性ガスと空気があらかじめ混合して燃焼する）
- 拡散燃焼（可燃性ガスと空気が混合しながら燃焼する）
燃焼のしやすさ
- 酸化されやすい
- 酸素との接触面積が大きい
- 発熱量（燃焼熱）大きい
- 熱伝導率が小さい(表面温度が高くなる)
- 乾燥度が高い(含有水分が少ない)
- 可燃性蒸気が発生しやすい
- 周囲の温度が高い
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