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  • How is Fire Like a Gas?
  • Fire and plasma? プラズマ!

火の状態は(ほとんど)プラズマです。 科学では火の正体を正確に説明することはできませんが、好奇心旺盛な人たちの疑問を解消するために、火はプラズマに最も似ています。

この地球上に存在するすべての物体は、固体、液体、気体という3つの基本的な物質の状態に分類できます。 理科の授業ではそう教えられましたよね? しかし、火はどうでしょう? 火をレンガのように手に持ったり、何かの容器に蓄えたり、さらには、猛烈な火炎で風船を満たそうとしたりすることを想像してみてください。 不可能だと思いませんか? 退屈な化学の授業で頭を悩ませていた皆さんに、トリビアをお教えしましょう:火は上記のどのグループにも属していません。 実は、火が最も近い物質の状態は「プラズマ」なのです。 プラズマ?

それはいったい何なのでしょうか?

火はどのようにして気体のようになるのでしょうか?

お楽しみの部分に移る前に、火が気体や固体である可能性を除外しなければなりません(確かに、液体ではありませんよね? 本来の火は、他の気体と共通する性質を持っています。 気体のように、適切な容器に入れない限り、はっきりとした形や体積を持ちません。 目に見える炎は、ガスが反応して光を放っているだけです。

さらに、火は磁場の影響下でフィラメントやビーム、二重層などの構造を形成することができません。 そのため、火は磁場にさらされても電磁石の役割を果たすことができません。 つまり、火の原子構造は、第一次世界大戦中のスイスのように振る舞っているのである。

また、物理学の法則では、ある物質にエネルギーを投入しなければ、その物質からより多くのエネルギーを引き出すことはできません。 この事実は、火が固体、液体、気体のいずれであるかという可能性を少しも排除しています。 すべての火は、上記のものとは異なり、徐々に枯れていき、自然の状態で永遠に存在し続けることはできない。

火とプラズマ? プラズマ!

巻き戻して、人間が突飛な発見に具体的な意味を与えるために開発した初期の理論のいくつかを見てみましょう。 ウィリアム・クルック卿が1879年に第4の物質状態(プラズマ)を発見するまで、人類は3つの物質状態しか信じていませんでした。

プラズマとは、陽子、中性子、電子からなる雲で、すべての電子がそれぞれの分子や原子から孤立しており、個々の原子の集まりとしてではなく、全体として作用するユニークな能力を持っています。 それはまるで、友達を捨てて孤独な人生を送ることを決めた高校生の不良のような振る舞いだ。

プラズマは、他のどの物質の状態よりも気体に似ていますが、気体とは全く異なる挙動をします。 これは、自由電子がお互いに親和性がないため、常に物理的に接触しているわけではないからです。 つまり、プラズマは液体や流体のように流れることができ、原子の集団がくっついているような特定の領域で構成されているのだ。

つまり、火の正確な定義はまだ謎に包まれているのです。 科学では火の正体を正確に説明することはできませんが、好奇心旺盛な人たちの疑問を解消するために、火はプラズマに最も似ていると言えるでしょう!

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