一問一答の一歩

化学変化が正解です

化学変化と状態変化はよく混同されやすく、2つの違いを挙げると以下のようになります。

• 状態変化は別な物質には変わらない(例、水が氷や水蒸気になるような変化)
• 科学変化……別な物質に変化をすること(例、炭の酸素を合わせて燃焼させると二酸化炭素になる)

化合が正解です

化学変化のなかで化学的に合体することであることから漢字をとって化合と呼ばれています。
また、化合の中で強い光を放ちながら酸素と合体することを燃焼といいます。

燃焼が正解です

燃焼は化学反応のなかで化合の一部に分類されます。
燃焼として挙げられる反応としては石炭や木炭が燃える反応、金属を熱して酸化を行う化学反応です。
また、他の言葉も似ているので説明すると以下の通りになります。

• 発熱反応……ホッカイロのような、化学反応が起こると自動的に暖かくなる反応のことです。ただし、必ずしも強い光を出すわけではないので誤り
• 熱放射……エネルギーの用語で、空間を隔てて熱が移動する事。あくまで熱の移動であり、化学反応とは関係ないので誤り

酸化が正解です

還元とは酸化とは反対の反応で、酸素と合体していたものが、酸素と別れることをいいます(例、十円玉のさびがとれるなど) また、酸化の中で、強い光を放つものを燃焼といいます。

酸素が正解です

気体の性質はすべてちがった性質を持っているので、ひとつづつ確実に理解するようにしましょう。
その中で酸素と水素の燃える性質についてはうっかりしていると間違えてしまうため、燃えるの意味をおさえた上で、以下の違いを押さえておきましょう。
燃えるとは……強い光を出して酸素と化合すること

• 水素……自分自身が燃える性質です。(水素自身が酸素とくっついて水になるため)
• 酸素……他のものを燃やす働き(酸素は酸素とは化合できず、酸素自身が他のものとくっつくと、「他のものが酸素と化合した」ことになる)

また、もう一つの選択肢の二酸化炭素は金属た塩以外の物(正確には有機物)が燃えると発生する気体の成分です。

一次空気が正解です

次は「つぎ」という意味だけでなく、「順番」という意味も持っています。
そのため、一次には「一番初めのもの」という意味があるものであるといえるため、一次空気は燃焼はじめに供給される空気であるといえます。
また、二次空気は燃焼途中に供給される空気です。

二次空気が正解です

次という文字には「順番」という意味も含まれています。
そして、工程が複数ある場合には実行されるものから順番に一次、二次……とされています。
そして、ボイラーの中で一次空気は燃焼はじめに供給される空気であることから、二次空気はその後の工程、つまり、燃焼途中に供給される空気であるといえます。

理論空気量が正解です

燃焼は物が空気と化合することなので、化合することのできる空気の量は化学反応式に書くことによって予測できます。(このことの詳細は下記リンクをご覧ください)
しかし、予測した理論空気量は実際空気量と一致するわけではないので実際空気量と分けて呼ばれています。
理想気体は体積が(絶対)温度に比例するとみなした場合の気体で実際の気体の体積の近似に用いられます。
比熱は物質1gを1C上げるのに必要な熱量です。(理想気体と比熱は2級ボイラー試験には出ない)

【ゆっくり解説】火とは何か？

今回は火とは何か、なぜ物は燃えるのかについてです。

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過剰空気量が正解です

物質がどのくらいの割合で酸素と化合するのかは化学反応式によって決定されていますが、実際の燃焼反応では完全燃焼するのには空気はもっと必要であるとされています。
最小量に追加した空気はは化学反応からすると過剰な空気の量であるということができるために過剰空気量とよばれています。
また、空気比は理論空気量に対する実際空気量の比であり、気体定数は気体の体積と圧力、原子の数の関係を示す定数Rを示す化学の用語です。

空気比が正解です

過剰空気量は実際空気量と理論空気量の差であり、分かりやすいのですが、化学においては和、差で考えるよりも比率で考えた方が計算上都合のいいことが多いので、空気比がよく使用されます。
また、他の選択肢の気体定数は2級ボイラー試験に出ませんが、気体の体積と圧力、原子の数の関係を示す定数Rを示す化学の用語であり、化学においては重要な用語とされています。

拡散燃焼が正解です

拡散燃焼とは、燃焼ガスのみある状態で点火を行い、燃焼に必要な酸素は拡散によって流入されるものを使用する燃焼方式のことを指します。
また、他の選択肢である上込め燃焼は火格子の上部から石炭供給する燃焼方式であり、予混合燃焼方式はガスと空気が混ざった状態での燃焼です。

予混合燃焼が正解です

予には「あらかじめ」という意味が含まれており、それを考慮すると、予混合燃焼はあらかじめ可燃性のガスと燃焼に必要な酸素を混ぜてから燃焼を起こすものであると予想できるはずです。
また、他の選択肢の拡散燃焼方式はガスと空気が混ざっていない状態での燃焼であり、上込め燃焼は火格子の上部から石炭供給することです。