Name: あなたは説明できる？「火」とは何か？
Uploaded: 2021-12-19T21:01:10.000Z
Duration: 4 min 12 s

Mid-1800s, Michael Faraday gave a series of Christmas Lectures for kids at the Royal Institution in London, and one of his favorite subjects to talk about was fire.

1800年代半ば、マイケル・ファラデーはロンドンの王立研究所で子供向けのクリスマスレクチャーを行いました。そして彼が好んで話していたテーマのひとつは「火」でした。

様態の副詞

Faraday was particularly interested in candles, because inside their delicate flames, they hold some amazing lessons on how fire really works.

ファラデーはロウソクに特に興味がありました。その繊細な炎の中には、火の仕組みについての素晴らしい教訓が隠されていたからです。

Now, you might have seen fire described like this in chemistry class, but a chemical formula doesn’t explain what fire is anymore than a recipe explains what chocolate chip cookies taste like.

化学の授業で火がこのように説明されているのを見たことがあるかもしれませんが、チョコチップクッキーの味をレシピでは説明できていないように、化学式で火を説明することはできません。

The first thing we notice about a candle flame is all those colors.

ろうそくの炎について最初に気付くのは、このすべての色です。

Hot things glow because of black body radiation, which we talked about in our video about the color of the universe.

高温のものが光るのは、私たちの「宇宙の色」の動画でもお話しした黒体放射によるものです。

And down at the bottom of the flame, it’s hotter, so it glows blue, and in the middle, it’s cooler, so it glows yellowish-orangish.

炎の下の方はより高温なので青く光り、真ん中はより低温なので黄色っぽいオレンジ色に光ります。

Inside of that flame, there can be hundreds of chemical reactions taking place.

その炎の中では、何百もの化学反応が起こっています。

The oxygen in the air and the carbon and hydrogen in the candle don’t do anything on their own.

空気中の酸素も、ロウソクの中の炭素や水素も、それだけでは何もすることはありません。

It takes a little outside heat to get things started.

ちょっとした外気の熱によって、物事を始めることができます。

Solid fuel is vaporized by the heat and ripped into smaller chunks.

固体燃料は熱で気化し、小さな塊になります。

This is called pyrolysis, and you can’t have a flame without it.

これを「熱分解」といいますが、これがないと炎ができません。

You can sometimes see a dark cone around the wick where there’s no fire.

芯の周りには、火がないところに暗い円錐形が見えることがあります。

That's where vaporized wax is coming off the candle, but hasn’t started to burn yet.

これは、気化したロウがロウソクから出てきて、まだ燃え始めていない状態です。

And the hydrocarbons and oxygen in the air slam into each other, and their atoms begin to rearrange.

そして、空気中の炭化水素と酸素がお互いにぶつかり合い、原子が再編成され始めるのです。

Sometimes electrons in those atoms get into an excited state, and when they come back down again they give off light.

それらの原子の電子は時々励起状態になり、再び下りてくると光を放ちます。

That’s why the bottom of the flame glows blue.

炎の底が青く光るのはそのためです。

Not all the carbon in the candle gets converted to CO2, so leftover carbon atoms come together and form tiny particles of soot,

キャンドルの中の炭素がすべてCO2に変換されるわけではないので、残った炭素原子が集まって小さな煤（すす）になります。

which heat up and glow orange and yellow like the hot coals under a grill.

それが熱を帯びてグリルの熱々の炭のようにオレンジや黄色に光るのです。

This glowing soot is where most of a candle’s light comes from.

キャンドルの光のほとんどは、この光っている煤から生まれます。

Eventually, at the tip of the flame, all the soot has burned away, and we’re left with only carbon dioxide and water floating off into the air.

やがて炎の先端では、すべての煤が燃え尽き、二酸化炭素と水だけが空気中に浮かんでいる状態になります。

You can investigate all the different parts of a flame for yourself with just a cold piece of metal.

冷たい金属片を使うだけで、炎のさまざまな部分をすべて自分で調べることができます。

And down just next to the wick, we can even recover unburned wax.

また、芯のすぐそばまで行くと、燃え残ったロウを回収することもできます。

Flames look really cool, too. They’re almost hypnotic…

炎もすごくかっこいいですよね。まるで催眠術のように……。

Wait, what was I talking about? Oh, oh right, shape.

待って、何の話だったっけ。ああ、形だ。

Gravity pulls cool, denser air down, makes hot air rise, and this buoyancy is what gives flames their familiar shape.

重力によって冷たい空気は下に、熱い空気は上に引っ張られ、この浮力が炎の形を作っています。

But if you light a flame in zero-g, say, on the space station, it will look very different.

しかし、ゼロ重力の中、例えば宇宙ステーションで炎を灯すと、まったく違うものになります。

All the chemical and quantum reactions that make a flame glow can only happen where it meets the air,

炎を輝かせるための化学的・量子的な反応は、炎が空気に触れるところでしか起こりません。

so even though they look like solid cones, candle flames are actually hollow.

そのため、ロウソクの炎は円錐形のように見えても、実は中空になっているのです。

As long as there’s fuel and oxygen, a flame will burn and burn. Why?

炎は燃料と酸素がある限り、どんどん燃えていきます。なぜでしょう？

It’s not the molecular ripping apart that makes a flame hot.

炎が熱いのは、分子がバラバラになっているからではありません。

It's the formation of new molecules and new bonds is what creates heat, and that heat drives the chain reaction forward,

それは新しい分子の形成のためであり、新しい分子と新しい結合の形成が熱を生み、その熱が連鎖反応を促進し、

vaporizing more fuel, slamming more molecules into one another, and making the fire burn on.

より多くの燃料を気化させ、より多くの分子を互いにぶつけ、火を燃え上がらせるのです。

Our species has been gathering around fire for thousands of years, telling stories and asking questions over a flickering flame.

私たちの種族は、何千年も前から火を囲み、揺れる炎の中で物語を語り、質問をしてきました。

And that's part of what helped make us human in the first place.

そして、それはそもそも私たちを人間たらしめているものの一部です。

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あなたは説明できる？「火」とは何か？

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