Is fire a solid, a liquid, or a gas? - Elizabeth Cox

翻訳: Sakura Haraguchi 校正: Tomoyuki Suzuki

Sitting around a campfire, you can feel its heat,

キャンプファイヤーの周りに座って あなたはその熱を感じ

smell the woody smoke, and hear it crackle.

木から出る煙のにおいや パチパチいう音を楽しみます

If you get too close,

火に近づきすぎると

it burns your eyes and stings your nostrils.

目は焼け鼻腔はひりひりします

You could stare at the bright flames forever

ねじれて ちらちらして 終わることなく姿を変えていく明るい炎を

as they twist and flicker in endless incarnations.

あなたはいつまでも 眺めていられるでしょう

But what exactly are you looking at?

正確にいえば あなたは 何を見ているのでしょうか？

The flames are obviously not solid,

炎は明らかに固体ではないし

nor are they liquid.

液体でもありません

Mingling with the air, they’re more like a gas,

空気と交じりながら 炎はむしろ気体のように見えますが

but more visible--and more fleeting.

よりはっきりと そして儚く見えます

And on a scientific level, fire differs from gas

科学的にみても 火は気体とは違います

because gases can exist in the same state indefinitely

気体はいつまでも 同じ状態で存在できますが

while fires always burn out eventually.

火はやがて 燃え尽きてしまうからです

One misconception is that fire is a plasma,

ある思い違いは 火はプラズマであるというものです

the fourth state of matter in which atoms

プラズマとは原子が電子を失った

are stripped of their electrons.

物質の４つ目の状態です

Like fire and unlike the other kinds of matter,

プラズマは他の物質とは違って 火と同様に

plasmas don’t exist in a stable state on earth.

地球上において安定した状態では 存在しません

They only form when gas is exposed to an electric field or superheated

プラズマは 気体が電界にさらされたときか

何千度にも何万度にも 熱せられたときにだけ形成されます

to temperatures of thousands or tens of thousands of degrees.

By contrast, fuels like wood and paper burn

それに対して 木や紙のような燃料は

at a few hundred degrees —far below the

プラズマが形成されるとされる閾値を はるかに下回る

threshold of what's usually considered a plasma.

数百度で燃えます

So if fire isn’t a solid, liquid, gas,

火が固体、液体、気体

or a plasma, what does that leave?

そしてプラズマでもないのなら 何が残っているというのでしょう

It turns out fire isn’t actually matter at all.

実は火は物質ではなく

Instead, it’s our sensory experience of a chemical reaction called combustion.

燃焼と呼ばれる化学反応を 私たちが見る時の感覚的な経験なのです

In a way, fire is like the leaves changing color in fall,

見方によれば 火は秋の紅葉や

the smell of fruit as it ripens,

熟れて香る果物や

or a firefly’s blinking light.

蛍の点滅する光のようなものです

All of these are sensory clues that a

これらすべては 起きている化学反応を

chemical reaction is taking place.

私たちが知覚したものです

What differs about fire is that it engages a lot of

火がこれらと異なる点は

同時にたくさんの感覚が反応するので

our senses at the same time, creating the kind of vivid

私たちは物理的なものから感じられるような 鮮やかな体験をすることにあります

experience we expect to come from a physical thing.

Combustion creates that sensory experience

燃焼は このような体験を

using fuel, heat, and oxygen.

燃料、熱、そして酸素を使って 作り出します

In a campfire, when the logs are heated to their ignition temperature,

キャンプファイヤーでは 木材が着火点にまで熱され

the walls of their cells decompose,

細胞壁が分解されて

releasing sugars and other molecules into the air.

糖やその他の分子が 空気中に放出されます

These molecules then react with airborne oxygen

これらの分子が 空気中の酸素と反応すると

to create carbon dioxide and water.

二酸化炭素と水が発生します

At the same time, any trapped water in the logs

同時に 木の中に閉じ込められていた水分が

vaporizes, expands, ruptures the wood around it,

蒸発し 膨張して周りの木を裂き

and escapes with a satisfying crackle.

満足したかのようにパチパチという 音を出して逃げていきます

As the fire heats up, the carbon dioxide and water vapor

火の温度が上がるにつれて 燃焼によって発生した二酸化炭素と水蒸気は

created by combustion expand.

膨張し

Now that they’re less dense, they rise in a thinning column.

低密度になって 細い柱のようになって上昇します

Gravity causes this expansion and rising, which gives

重力が この膨張と上昇を引き起こし

flames their characteristic taper.

炎は特徴的な 先細りの形になっています

Without gravity, molecules don’t separate

重力がなかったら 密度の違いで分子が分離することはなく

by density and the flames have a totally different shape.

炎は全く違った形になるでしょう

We can see all of this because combustion

私たちが炎を見ることができるのは

also generates light.

燃焼では光も発生するからです

Molecules emit light when heated,

分子は熱されると光を放出します

and the color of the light depends

光の色は

on the temperature of the molecules.

分子の温度によって変わります

The hottest flames are white or blue.

最も高温の炎は白か青です

The type of molecules in a fire can

固形燃料中の分子の種類も

also influence flame color.

炎の色に影響します

For instance, any unreacted carbon atoms from the logs

例えば 燃焼せずに残った 木に含まれる炭素原子は

form little clumps of soot that rise

すすでできた小さな塊になり

into the flames and emit the yellow-orange

これが炎となって 私たちがキャンプファイヤーから連想する

light we associate with a campfire.

明るいオレンジ色の光を放ちます

Substances like copper, calcium chloride,

銅や塩化カルシウム

and potassium chloride can add their

塩化カリウムなどの物質は

own characteristic hues to the mix.

炎に独特の色合いを加えます

Besides colorful flames,

色とりどりの炎のほかに

fire also continues to generate heat as it burns.

火は燃えているとき 常に熱を発生させています

This heat sustains the flames by keeping

この熱が燃料を 着火点以上の温度に保ち

the fuel at or above ignition temperature.

炎を持続させるのです

Eventually, though, even the hottest fires

最終的には どんなに熱い炎も

run out of fuel or oxygen.

燃料か酸素を 使い果たしてしまいます

Then, those twisting flames give a final hiss

ねじれた炎は最後にきらめくと

and disappear with a wisp of smoke

細い煙を出して消えてしまいます

as if they were never there at all.

まるで最初から そこになかったかのように