熱湯は、熱水を蒸気に変換するために吸収しなければならない熱が、冷水を 100°C まで上昇させるときに吸収する熱よりもはるかに大きいため、消火が速くなります。
「外で火事が起きたようです!!はやく、水をください！」チャーリーは叫びました。
「暑いですか、寒いですか？」しもべに質問しました。
"関係ない。ちょっと水をください！」チャーリーは答えました。
その瞬間の「暑さ」の中で忘れがちですが、水の温度は消火の効率に影響するため、実際には重要です。
よくある誤解ですが、火に冷水を吹きかけると消火が早くなるというのはよくある誤解ですが、実際には、冷水や室温の水よりも熱湯の方が火を消すのに効果的です。これは、水の高い熱容量や気化潜熱など、さまざまな要因によるものです。詳細に入る前に、基本的なことを説明しましょう。そもそも、水はどのように火を消すのに役立つのでしょうか?
火を消すのに熱湯か冷水か?
水はどのように火を消すのですか?
火は三つ頭の悪魔です。それらのいずれかを切り取ると、効果的に殺されます。これらの 3 つのヘッドは、熱、燃料、酸化剤ですが、4 つ目のヘッド (連鎖反応) を考慮することが重要な場合もあります。酸化剤の存在下で燃料に熱を加えると、火災が発生します。火災が発生すると、利用可能なすべての燃料が自動的に燃え尽きます。この自動化された絶え間ない反応の伝播は、連鎖反応と呼ばれます .
熱、燃料、酸化剤が集合的に強力なファイア トライアングルを形成します。
前述の火災の要素を取り除くことはかなり困難です。最初の要素から始めて、熱を除去するには、熱を吸収する材料を使用する必要があります。これにより、連鎖反応を維持するために利用できる熱が減少します。次に、燃料は着火するものです。
ただし、燃料を取り除いてもすぐに火が消えるわけではなく、それ以上の拡散が制限されます。最後に、火は呼吸して猛攻撃を続けるために酸素を必要とします。酸素の安定した供給がなければ、火は弱まり始め、最終的には消えてしまいます。
水は、熱と酸化剤という 2 つの頭を同時に切断することによって火を消します。噴霧されると、水は最初に火に冷却効果をもたらします。この冷却は、熱が液体の水に吸収されて蒸気に変わるために発生します (これについては後で詳しく説明します)。また、液体の水が蒸気に変換されると、燃焼中の燃料と大気中の酸素の間にバリアが確立されます。
したがって、酸化剤の供給を遮断する。これがまさに消火器の仕組みです。加圧された CO2 を消火器から放出すると、結果として生じる CO2 の雲が火への酸素の供給を遮断し、最終的には火が消えます。
冷水よりも温水が優れているのはなぜですか?
水は、その化学的特性、特にその熱容量と気化潜熱により、他のほとんどの液体よりも効果的に火を消すことができます。熱容量は、温度を 1 ケルビン上げるのに必要な熱量です。水は、他の天然物質の中で最も比熱が高いものの 1 つです。
水の温度を 1 ケルビン上げるには、約 4.182 KJ/kg が必要です。このように、水の温度を上昇させるために水に火を吹き付けると、大量の熱が水に吸収されます。
ただし、温度を上げるために吸収された熱は、冷却効果の一部しか提供しません。
液体の水が蒸気に変化する際に吸収される熱は、4.182 KJ/kg をはるかに上回り、冷却効果をさらに高めます。水の沸点 (100°c) に達すると、吸収された熱はもはや温度を上げるために利用されるのではなく、水の分子間の結合を壊すために利用されます。
すべての結合を切断して液体の水を水蒸気に変換するのに必要な熱量は、気化潜熱と呼ばれます .水の場合、気化潜熱は非常に高く、約 2,260 kJ/kg です。
液体の水を水蒸気に変換する際に大量の熱が吸収されます。 (写真提供:Fouad A. Saad/Shutterstock)
冷水を使用する場合は、まず冷水を沸点まで上げるのに時間がかかります。お湯の温度はすでに沸点に近いため、100℃に到達するのに必要な時間は短くなります。したがって、水の高い気化潜熱は、冷水よりも温水の方が早く作用するため、熱はより速い速度で温水に吸収されます。また、蒸気への変換が速いということは、燃焼中の燃料と酸素の間の障壁がより速く確立されることを意味します。
蒸気に変換する際のより高い熱吸収と、より速いバリア確立のこの組み合わせにより、温水は冷水よりも迅速に消火することができます。
最後の言葉
科学的にはお湯の方が消火効率が高いように思われるかもしれませんが、どれくらい多いのか疑問に思われるかもしれません。 冷水や通常の水よりもお湯が効率的です。正直なところ、特に火を消す必要がある実際の瞬間では、違いは小さすぎて考慮することさえできないかもしれません.しかし、次に不慮の火災に遭遇したときに、手元にお湯があれば、自信を持って沸騰寸前の水を炎に投げることができます。
ただし、水を使用して電気的および化学的火災を消す場合は注意が必要です。水は電気の良導体であり、そのような火災を消火するのではなく、さらに広げるのに役立ちます.一方、化学火災には、蒸気よりも密度の低い化学物質が含まれている可能性があるため、バリアを越えて浮遊し、環境から酸素を抽出し続けます.
