燃焼させると

メタン(天然ガスの主成分)を燃焼させると
CH4 + 2O2 →　CO2 + 2H2O となります
このとき光と熱が発生します
この時発生する熱はかなりの熱です
普通物質の持っている化学エネルギーの少ないほうが安定するので
化学エネルギーから変換された熱エネルギーが発生するわけです
つまり考えると二酸化炭素と水はかなり安定しているということになります
ではメタンから発生する熱エネルギーはどれくらいなのでしょうか

家では都市ガスつまり天然ガスを用いているので大体計算が付きます
やかんいっぱい3Lとすると沸騰するのに約10分かかります
大体強火で30分ぐらい加熱すると1m3(立方メートル)ぐらいのガスが出ているので
10分ではおよそ0.3m3出ていることになります
計算しやすくするためにL換算すると
1M3=1000Lよりおよそ300L使っている計算になります
大体大きめの浴槽一杯分ぐらいです
さてこれだけのメタンを用いて水の温度を上げることになります
大体今の時期の水の温度は8度ぐらいで100度まで上げるので92度
あげていることになります
普通物理では熱量の単位にジュールを使いますが
計算がめんどくさいのでcalを用います
1cal≒4.2Jで一グラムの水の温度を一度上げるのに必要なエネルギーです
このことから3L(=3000g)の水の温度を92度上げるには
3000*92で276000calつまり276kcalとなります
これは300L当たりです

ここからリットル換算していきたいところですが
ここでモル単位が登場します
モルとは体積の単位で1モル=22.6Lです
また物質が気体のとき1モルの質量は元素量にgをつけた量になります
また同じ体積で状態が一緒であれば
分子の数も一緒です
(酸素1Lと水素1Lで分子の数は変わらない)

さてメタンのモル質量はというと元素量がC=12 H=1なので
C + 4H つまり　12 + 1*4で16よって16gとなります

さて話を元に戻します
さっきモル質量を出したので300Lが何モルかどうかがわかれば
1g当たりどれぐらいの熱エネルギーが発生しているかわかります
とりあえず300Lは300/22.6でおよそ13モルです
よって1モル当たりで発生した熱エネルギーは
276/13でおよそ21kcalです
1モルはこの場合16gなので
21/16でおよそ1.3kcalとなります

しかしこれは
メタン一グラム当たりがやかんにかけているエネルギーであって
外部に逃げる熱を計算していません
普通発生した熱の60%は逃げるようなので
計算すると3.25kcalとなります

家庭科の教科書を見ると炭水化物は一グラム当たり4kcalと書いてあったので
最終的な結論は
3.25kcalが熱エネルギーに0.75kcalが光エネルギーに変換されます
END