質問: 水蒸気爆発について 水蒸気爆発についてなのですが、 溶けた鉄が水に接触すると 爆発的な膨張は起きるのでしょうか? 又、爆発と呼べるのはどの程度の規模のことを さすのでしょうか?たとえば10グラム程度の 溶けた鉄が水槽に落ちた場合などはどうでしょうか?
回答: 物理の専門用語では水蒸気爆発とは、低沸点の液体と高温液体の液体-液体の接触により 起こる衝撃波をともなう急激な蒸発現象です。 水蒸気爆発の特徴は、起こった後に高温液が細粒化して凝固することと、衝撃波をとも なうことです。 ただし、to-comasさんも書いているように分野によっては違う意味で用いられることも 多いようです。 地学でもマグマ水蒸気爆発というのがあり、こちらはマグマと地下水の液体-液体接触に よる蒸発現象です。 よって解けた鉄(液体)と水の接触では、水が低沸点液体で、鉄が高温液体なので 水蒸気爆発がおこる可能性があります。 (起こるかどうかは確率的で必ず起こるわけではない) 量はとくに関係ありません。 具体的には高温液体に水などの低沸点液体がジェットとなって進入し、高温液体を細粒化 して、冷却します。 その時に低沸点液は蒸発するわけですが、高温液体が細粒化しているため、表面積が大き くなり、急激に熱が伝わるため爆発的な蒸発となる現象です。 ちなみに、この現象は必ずしも高温で起こるわけではなく、液化天然ガス(-160°C)と 水が接触したときには、液化天然ガスが低沸点液体、水が高温液体となり水蒸気爆発を 起こすこともあります。