もんだい2のこたえ

ものが燃えるために熱が必要なのは、「可燃物と酸素を高温にして結びつきやすくする」ためだったね。

→ 復習しよう! 火の三角形:ものが燃えるには何が必要だろう?

燃えるときに起こっていること: エネルギーの山を越(こ)える

可燃物と酸素が高温になると、何が起こるのだろう?

可燃物と酸素が熱を吸収(きゅうしゅう)して燃えるくらい高温になると、分子の粒(つぶ)の熱運動がはげしくなって、粒(つぶ)どうしが衝突(しょうとつ)したときに、粒(つぶ)を構成している原子が最初に結びついていた原子から離(はな)れて自由になったり、別の粒(つぶ)と結びつくようになるんだ。

可燃物の粒(つぶ)と酸素の粒(つぶ)が結びつく

(※ 実際の反応で発生する熱は単独で存在しているのではなく、物質の熱運動のエネルギーになります。)

こうして原子どうしの結びつき方の組み合わせが変わると、結びつき方の強さも変わるんだ。
最初に結びついていた原子よりも新しく出会った原子の方が結びつき方が強いと、より安定な物質となって、物質が持つ化学エネルギーは減り、その分だけ熱が発生するよ。

熱が発生して温度がさらに上がると、可燃物と酸素のはげしい衝突(しょうとつ)が増えて、たくさんの粒(つぶ)がエネルギーの山を越(こ)えるようになり、可燃物と酸素が結びつく時間当たりの頻度(ひんど)も大きくなるんだ。可燃物と酸素が結びついたときには、エネルギーの山を越(こ)えるために必要な熱(E)よりもたくさんの熱(E+Q)が発生するので、その熱を使って可燃物と酸素が連続的に結びつくようになり、燃えはじめるんだ。

エネルギー図:燃える前、燃えている時、燃えた後

(※ 実際の可燃物と酸素の反応とはちがいます。)

可燃物と酸素に熱を与える着火源(げん)には、さまざまな種類があるけど、ものを燃やすための役割(やくわり)は同じだよ。「可燃物と酸素にエネルギーの山を越(こ)えさせること」、これが着火源(げん)の役割なんだ。

イラスト:ご飯

ところで、私たちは、遊んだり勉強したりするとおなかがすいて、ご飯を食べたくなるよね。食べたご飯は、体の中で、体温を維持(いじ)したり、遊んだり勉強したりするために必要な元気の素(もと)、「エネルギー源(げん)」になるんだよ。

→ 外部リンク【NHK高校講座 家庭総合 第25回 食生活 食と体の関係 ~栄養~】

http://www.nhk.or.jp/kokokoza/tv/katei/archive/chapter025.html

(※ 日本放送協会ウェブサイトへリンク。アドレス確認日:2018年10月16日)

私たちの体内にある「だ液」などの消化酵素(こうそ)と細胞(さいぼう)内の呼吸(こきゅう)酵素(こうそ)は、ご飯と酸素が炎(ほのお)を上げて燃えなくても結びつくことができるように、エネルギーの山を低くする役割をしているよ。

→ 外部リンク【NHK高校講座 2017年度ライブラリー 生物基礎 第6回 呼吸】

http://www.nhk.or.jp/kokokoza/library/2017/tv/seibutsukiso/archive/chapter006.html

(※ 日本放送協会ウェブサイトへリンク。アドレス確認日:2018年10月16日)

防火のきほん(1): 距離(きょり)

イラスト:バースデーケーキ

ものが燃えると、可燃物の粒(つぶ)と酸素の粒(つぶ)が強く結びついて、たくさんの熱がでるよ。だけど、ろうそくに火をつけても、でてきた熱で、火がどんどん大きくなることはないよね。どうしてかな?

火がどんどん大きくなるには、もっとたくさんの可燃物と酸素が高温になる必要があるんだ。ろうそくのロウは、とけて蒸発(じょうはつ)したあとで、燃えるくらいの高温になれるんだ。ろうそくの芯(しん)が蒸発(じょうはつ)する速さを調節しているから、火がどんどん大きくならないんだよ。

→ 外部リンク【NHK for School ろうそくの燃えるしくみ】

http://www2.nhk.or.jp/school/movie/clip.cgi?das_id=D0005300242_00000&p=box

(※ 日本放送協会ウェブサイトへリンク。アドレス確認日:2018年10月16日)

イラスト:キッチンのコンロ

コンロのガスは、ろうそくのロウとちがって最初から気体だよ。
火力が強くなりすぎないように、コンロには、ガスの量を調節
するためのつまみやレバーがついているよね。

イラスト:調節されている火 イラスト:キッチンの火災

ろうそくやコンロの火のように、私たちの生活を豊かにしてくれる便利な火と、おそろしい火事とは、どこがちがうと思う?

ろうそくやコンロは、何を燃やすか決まっていて、使いたいときだけ燃やせて、燃やす速さも調節されているよね。ろうそくやコンロを作ってくれている人たちが、使いやすいように考えてくれているんだね。

火事は、燃やすつもりじゃなかったものが急に燃え始めるんだ。でてきた熱で、もっとたくさんの可燃物が高温になると、火がどんどん大きくなるよ。燃えるか燃えないか、燃えるとしたら何が燃えるかは、高温になる場所に何があるかによって変わるんだ。

イラスト:火の用心

火事を起こさないようにすることと、火事が大きくならないようにすることを、防火(ぼうか)って言うんだ。防火は、ものを作ってくれる人たちだけに任せておくことはできないんだ。私たちも自分の頭で考えて、命や大切なものを守る必要があるんだ。

防火の基本は、燃やすつもりじゃないものを燃えるくらいの高温にしないようにすることだよ。燃えやすいものは着火源(げん)から離(はな)して、間に十分な「距離(きょり)」をとることで、火事になりにくくすることができるよ!

炎のマーク

料理をするときは、服の袖(そで)や裾(すそ)、かみの毛などがコンロの火に近づかないように、きちんと身支度(みじたく)をしよう!

炎のマーク

コンロやストーブの周囲には、燃えやすいものを置かないようにしよう!

→ 外部リンク【防炎チャンネル 火災から自分を守るためには~役立つ防炎品~】

http://www.youtube.com/watch?v=Yy5pwEifpks

(※ YouTube 公益財団法人日本防炎協会 防炎チャンネルへリンク。

アドレス確認日:2018年10月16日)

イラスト:上昇流

ここで1つ、みんなに良く覚えておいてほしいことがあるんだ。コンロやストーブなどの高温の着火源(げん)の上の方にあるものは、着火源(げん)から離(はな)れていても、高温になりやすいんだよ。

→ 外部リンク

【NHK for School ふしぎがいっぱい(小4) あたたまると空気は?】

http://www.nhk.or.jp/rika/fushigi4/?das_id=D0005110031_00000

(※ 日本放送協会ウェブサイトへリンク。

アドレス確認日:2018年10月16日)

着火源(げん)の上の方にあるものは、たとえ高温にならないように十分に距離(きょり)をとっても、着火源(げん)の上に落ちてしまう危険(きけん)もあるよ!

→ 映像資料を見てみよう!

映像資料【洗濯(せんたく)物を石油ストーブ上で乾(かわ)かした場合の火災危険(きけん)】

もんだい1:燃えるために必要なもの もんだい3:燃えやすさと数量