5 ガスの性質(せいしつ)や単位(たんい)を知(し)ろう

ここから少し難しくなるよがんばろうね!
キャラクター pitto potto patto

ガスがどうして燃(も)えるの?

ガスに火がついて燃(も)えるのは、ガスの中に燃(も)えるものがいろいろと含(ふく)まれているからです。
燃(も)えるものは、水素(すいそ)や一酸化炭素(いっさんかたんそ)、メタンガスなどです。

しかし、燃(も)えやすいガスも、それだけではやはり燃(も)えません。
ガスが燃(も)えるためには、もう一つ非常(ひじょう)に大切(たいせつ)なものが必要(ひつよう)です。
それは酸素(さんそ)です。
酸素(さんそ)がないとガスも燃(も)えることはできません。
そのため、宇宙(うちゅう)にガスを持(も)って行って、花火で火をつけようとしても火は絶対(ぜったい)につきません。
なぜなら、宇宙(うちゅう)には酸素(さんそ)がないからです。
もともと燃(も)えやすい性質(せいしつ)をもつガスは、空気(くうき)の中の酸素(さんそ)と混(ま)ざり合うことによって、さらによく燃(も)えます。
これが火がつくということなのです。
ガスコンロには、ガスと空気(くうき)をよく混(ま)ぜる装置(そうち)がついています。
ところで、ひとくちにガスといっても、いろいろな種類(しゅるい)があります。
中には全(まった)く燃(も)えないガスもあるのです。
最近(さいきん)、地球(ちきゅう)のオゾン層(そう)を破壊(はかい)することで問題(もんだい)になっているフロンガスは燃(も)えないガスで、火をつけても全然(ぜんぜん)燃(も)えないし、人間(にんげん)が吸(す)い込(こ)んでも害(がい)のないガスです。

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ガスの性質(せいしつ)と燃焼(ねんしょう)

比 重(ひじゅう)

ガスの比重(ひじゅう)とは、一般(いっぱん)に空気(くうき)の重(おも)さを 1 とした時(とき)の体積(たいせき)と同じ体積(たいせき)のガスの重(おも)さを比(ひ)で表(あら)わしたもので、比重(ひじゅう)が 1 より小さいと空気(くうき)より軽(かる)く、1 より大きいと空気(くうき)より重(おも)いことを表(あらわ)します。

熱 量(ねつりょう)

[ ガスの発熱量 ](はつねつりょう)
ガスが燃(も)える時(とき)、その成分(せいぶん)に応(おう)じた燃焼熱が(ねんしょうねつ)発生(はっせい)します。1 ㎥N( リッポウメートルノルマル )のガスが完全燃焼し(かんぜんねんしょう)た時(とき)に発生(はっせい)する熱量を(ねつりょう)、そのガスの発熱量と(はつねつりょう)いい、ガスの発熱量は(はつねつりょう) MJ/㎥( メガジュールリッポウメートル )の単位(たんい)で表(あらわ)します。
参考(さんこう):1 kg の水を 1℃ 上昇さ(じょうしょう)せるのに必要(ひつよう)な熱量は(ねつりょう) 4.19 kJ で(キロジュール)す。

ガスの燃 焼  (ねんしょう)

ガスに空気(くうき)を混(ま)ぜて点火(てんか)すると燃(も)えます。
この時(とき)に発生(はっせい)する熱(ねつ)を有効(ゆうこう)に利用(りよう)し、排気(はいき)は屋外(おくがい)に出します。
例えば、天然(てんねん)ガスの主成分(しゅせいぶん)であるメタン( CH4 )を完全(かんぜん)に燃焼さ(ねんしょう)せると熱(ねつ)が発生(はっせい)し、排気(はいき)は屋外(おくがい)に出します。
メタンは空気中(くうきちゅう)の酸素(さんそ)と化合(かごう)して、二酸化炭素(にさんかたんそ)と水蒸気(すいじょうき)と熱(ねつ)を発生(はっせい)します。
また、物(もの)が燃(も)えるためには次(つぎ)の条件が(じょうけん)必要(ひつよう)です。
① 燃(も)えるもの( ガス )があること
② 空気(くうき)( 酸素(さんそ) )があること
③ 温度(おんど)( 着火源(ちゃっかげん) )があること
ガスは空気(くうき)と結合(げつごう)して燃焼し(ねんしょう)ますが、空気(くうき)が多(おお)すぎても少なすぎてもうまく燃焼し(ねんしょう)ません。

N:ノルマルとは常温(じょうおん)・常圧(じょうあつ)の状態(じょうたい)

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「インプット」と「アウトプット」

インプットとは、単位時間(たんいじかん)に消費(しょうひ)した熱量を(ねつりょう)いいます。
アウトプットとは、インプットのうち、有効(ゆうこう)に利用(りよう)された熱量を(ねつりょう)いいます。
インプット、アウトプット共(とも)に単位(たんい)は kW で表示(ひょうじ)されます。

参考さんこう:1 kW = 860 kcal/h

インプットにガス+空気(酸素)、点火するとアウトプットとして熱が出ることを示したイラスト
CH4(メタン)+2O2=CO2(二酸化炭素)+2H2O(水蒸気)+熱

出典 日本ガス協会

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ろうそくの火とコンロの火、色が違(ちが)うのはどうして?

コンロの火とろうそくの火のイラスト

ろうそくの火は赤い色、台所にあるコンロの火は青い色
同じ火なのに、どうして違(ちが)う色になるのでしょうか。

それは、火の中に「すす」という炭素(たんそ)の粒子(りゅうし)がどれだけ混(ま)ざっているかで色が違(ちが)ってくるのです。
ろうそくの火は、すすがたくさん混(ま)ざっていて、それが高い温度(おんど)に熱(ねっ)せられて赤く見えるのです。
コンロのようなガスの火にはすすがほとんど混(ま)ざってなく、空気(くうき)もたくさん入ってよく燃(も)えているので青く見えるのです。

温度(おんど)を比(くら)べると、ろうそくの火は 1000 度位(どくらい)なのに、コンロの火は約(やく) 1700 度(ど)も あります。
焚(た)き火(び)などの赤い火よりも、見えにくい青白(あおじろ)い火の方(ほう)が温度(おんど)が高いことが多(おお)いので覚(おぼ)えておきましょう。

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よく使(つか)われる単位(たんい)

MJ(メガジュール)都市ガスの熱量

ガスの「熱量」(ねつりょう)とは、ガスが燃(も)えて発生(はっせい)する熱(ねつ)の量(りょう)で、「発熱量」(はつねつりょう)ともいいます。熱量の(ねつりょう)単位(たんい)は“メガジュール( MJ )”が用(もち)いられます。

ガスの種類:13A、1立方メートルあたりの標準熱量:46メガジュール、供給地域:大分県を示した表
摂氏(せっし) 0 度(ど)、圧力(あつりょく) 101.325 キロパスカルでの熱量(ねつりょう)
MJ(メガジュール)は、発熱量(ガスが燃えて発生する熱の量)を表す国際的な単位で、kcal(キロカロリー)に代わるものだよ1MJは約238.9kcal
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m3(立方メートル)都市ガスの容量
1立方メートルのイラスト

ガスの料金表を(りょうきんひょう)見ると、基本料金(きほんりょうきん)や従量料金単価と(じゅうりょうりょうきんたんか)並(なら)んで 1ヵ月の使用量(しようりょう)が表示(ひょうじ)されています。
その使用量(しようりょう)の単位(たんい)として書かれている ㎥ がどんな意味(いみ)か知っていますか?
㎥ とは立方(りっぽう)メートルであり、漢字(かんじ)では立米( りゅうべい )と表記(ひょうき)されます。
面積(めんせき)を表(あらわ)す ㎡( 平方メートル 漢字(かんじ)では平米( へいべい )と表記(ひょうき)されます )が平面(へいめん)を求(もと)めるのに対(たい)し、こちらは高さを加(くわ)えた 1m × 1m × 1m の容積(ようせき)です。

kPa(キロパスカルー)都市ガスの圧力

都市(とし)ガスの圧力の(あつりょく)単位(たんい)は、キロパスカル( kPa )が用(もち)いられてます。
都市(とし)ガスが正常に(せいじょう)燃焼す(ねんしょう)るためには、機器(きき)の入り口でガスに一定(いってい)の圧力が(あつりょく)必要(ひつよう)です。

13A, 最高圧力:2.5kPa, 最低圧力:1.0kPa を示した表
参考(さんこう):プロパンガスの熱量(ねつりょう)と圧力(あつりょく)
熱量:(ねつりょう)約(やく) 100 メガジュール( 1㎥ N )
圧力:(あつりょく)2 〜 3.3 キロパスカル
大分ガス

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