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東邦大学名誉教授
佐藤 研二
燃焼と光<炎色反応>ナトリウムの燃焼

物質の燃焼

燃焼とエネルギー

燃焼の生み出すエネルギー

mol:モル
  物質量の単位。アボガドロ数個(6.02*10の23乗個)の分子のあつまりが1mol。 

 【アボガドロ数個(6.02*10の23乗個)】
  炭素(12)12gの中に存在する 原子の数と等しい数の要素粒子。

J:ジュール国際ジュール単位
  エネルギー、仕事、熱量の単位。(国際ジュール単位)

 【仕事量】 1N(ニュートン)の力でその方向に1m動かすときの仕事量を 1J といいます。

 【熱量】 1cal(カロリー)=4.184J

cal:カロリー
 1g の純粋な水の温度を、1気圧の下で1度上げるのに必要な熱量(但し、水の温度によって1度上げるのに必要な熱量は微妙に異なる)

N:ニュートン

 1kg の物体を 1m/s の速さまで加速するのに1秒かかったときの力の単位。 

 1N =1kg・m/s2

メタンの燃焼による熱エネルギーの発生

 前述のメタンを例に燃焼の際に発生するエネルギーを計算します。

 メタン1mol(モル)が完全燃焼したときの熱量は802kJ(キロジュール)となります。

メタン1molが酸素と理想的に反応した場合のエネルギーの発生

メタンの低発熱量

 物質が完全燃焼するときの熱量は、物質ごとに決まっています。この熱量の値を発熱量とよんでいます。
 上に示した値は生成物が標準状態で気体としたときの値(低発熱量)で、H2Oが液体に戻ったとすると、水1molの蒸発潜熱(44kJ/mol)の2倍を足した890kJが発熱量(高発熱量)となります。

 メタンの燃焼におけるエネルギーの発生を計算してみましょう。

20度の水100CCの温度を100度にするために必要なエネルギーと、必要とされるメタンの量を低発熱量を元に計算してみます

メタンの必要量を求める

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