一問一答の一歩

石炭化度が正解です

植物は最初から石炭と同等に使用できるわけではなく、長い時間かけて炭素原子Cが濃縮されることで石炭になります。
石炭化度が進むと、植物中の水分や酸素、灰分が少なくなっていき、炭素原子Cの割合が増加していきます。
また、他の選択肢のモル濃度は石炭に限らず全体の原子の数に対する物質の原子の数の割合のことを示す化学の用語であり、色指数は鉱物の中の有色鉱物の割合を示す地学の用語です。

炭素(C)が正解です

石炭は燃焼を起こすために利用され、燃焼を起こすには可燃性物質と酸素が必要になります。
可燃物としてよく挙げられるものは炭素を含む有機物であることから、石炭は主に炭素でできていると推定することができます。
また、他の選択肢に関するしては以下のものの主成分になっています。

• 二酸化ケイ素(SiO₂)……石炭の中の不燃分である灰分の主成分の一つ
• カルシウム(Ca)……ボイラー中の陽イオンの塊であるスケールの成分の一つ

【ゆっくり解説】周期表の全元素を解説！Part3

【科学動画と受験シリーズ ～れいまりげんそ編#3～】
今回解説する元素は「炭素」です。

前回(#2)：https://youtu.be/yzqGPLuVCBc
次回(#4)：まってて

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灰分が正解です

石炭の炭素の部分は以下のような化学反応式により、理論上は二酸化炭素に変化してなくなってしまいますが、実際に炭を燃やしたときには、大抵灰がでてくることが多いです。
これは炭素が反応しなかったというわけではなく、炭の中に含まれている燃えない部分、不純物がそのまま残ったことで灰となっています。
このことは、石炭中の不燃部分は灰を構成する成分であるといえるため、灰分と呼ばれています。
また、他の選択肢の固定炭素は石炭の主成分であり、、スケールはボイラー中の陽イオンの塊です。

湿分が正解です

湿分と水分は水がどのくらい存在しているかという点では共通していますが、石炭に限らず水がものの内部にあるか外部にあるかによって使い分けられています。

• 湿分……物体の外、または表面にあるため、人間が触って乾いているか湿っているか感じ取るとこができる。
• 水分……物体の内部にある水であるため、切ったり蒸発させないと水が含まれているのかどうか分からない

水分が正解です

湿分と水分は水がどのくらい存在しているかという点では共通していますが、石炭に限らず水がものの内部にあるか外部にあるかによって使い分けられています。

• 湿分……物体の外、または表面にあるため、人間が触って乾いているか湿っているか感じ取るとこができる。
• 水分……物体の内部にある水であるため、切ったり蒸発させないと水が含まれているのかどうか分からない

クリンカが正解です

Clink(クリンク)はカリンという「金属音」という意味を示すオノマトペです。
それに「～する者」という意味を示す接尾辞であるerが後ろにくっついてClinker(クリンカ)となり、「金属音を起こす原因となる物」という意味になります。
灰分が固まったものは溶けきれずに小さな球のようにそこに沈みます。そのため液体の入ったケースとぶつかって「カリン」という音を出す原因となるのクリンカと呼ばれています。

燃料比が正解です

問題文中にあった揮発分とは燃焼によって気化した可燃成分のことを指します。
固定炭素も揮発分も可燃材料で、両方燃料でもあることから燃料比であるといえます。
なお他の選択肢に関しても全て比率のことを指しており、ややこしいため、まとめると以下の通りになります。

• 空気比……理論空気量に対する実際空気量の比
• ターンダウン比……バ－ナー負荷の調整範囲のことです。

無煙炭が正解です

炭素の完全燃焼では本来煙は起こらず、燃焼しきれなかった小さな灰が空気中に残ることで、火から煙が上がったよう認識されます。
そして、石炭中の固定炭素が多いということは、裏を返すと灰分(石炭中の不純物)が少ないということがいえます。灰に該当する部分が少ないということは、煙が上がるということもほとんどないということから、無煙炭と呼ばれています。
また、他の選択肢も固定炭素の割合による炭の分類であり、以下のようになっています。

• 褐炭……固定炭素が少ない石炭
• 歴青炭……固定炭素の量が標準的な石炭

歴青炭が正解です

歴青炭は褐炭よりは石炭度が進んでいるけれども、無煙炭ほどは石炭化度が進んでいない石炭であり、一般的にイメージされる石炭は歴青炭であるとされています。 また、固定炭素の量による石炭の分類は以下の通りです。

• 褐炭は固定炭素が少ない石炭
• 歴青炭……固定炭素の割合が標準的(約85～90%)である石炭
無煙炭は固定炭素が多い石炭

褐炭が正解です

褐炭は固定炭素が少なく酸化している不純物なども多くふくまれているために褐色になっており、褐色であることが褐炭の由来となっています。
また、他の種類の石炭については以下のようになっています。

• 歴青炭……固定炭素の量が標準的な石炭、
• 無煙炭……固定炭素が多い石炭