爆発タイヤについて

Question

ユーチューブで爆発タイヤの動画がたくさんありました。

こう言うのです。
http://youtu.be/tvgV3EU84ps
http://www.youtube.com/watch?v=0QkmV1gMnUE
使用ガスは、LPGをタイヤ内に充填して、着火します。

爆発した瞬間、ピークのときは体積は最大で何倍になるのですか？なお、爆発タイヤの賛否は不要です。詳しい方、解説よろしくお願いします。

Answer 1

ガスの爆発というのは、ガスが瞬間的に燃焼（酸化）しているわけですよね。
LPGの成分は主にプロパンガスとブタンガスですので、ここでは仮にプロパンガスで考えてみます。
プロパンガス燃焼の化学式は、
C3H8+5O2→3CO2+4H2O
ですので、燃焼前後の気体のモル比は6:7となります。
つまり温度が一定の場合、気体の体積は7/6、つまり1.2倍弱ということになりますが、常温ではH2Oは液体なので、燃焼後の常温での体積はむしろ減少することとなります。
これは、温度のことを考慮しない場合ですが、プロパンガスの燃焼時には当然、熱が発生します。
シャルルの法則によれば、気体の体積は絶対温度に比例します。
気温20℃の時にプロパンガスが燃焼して1900℃（LPGの燃焼温度はこのくらいらしいとのデータがあったので…）の温度となると仮定すると、燃焼前と燃焼時の絶対温度は293度と2173度となりますので、約7.4倍となります。
先の化学反応で7/6倍に増えますので、それと合わせると約8.7倍ということになります。

以上の計算はあくまで瞬間的に全てのガスが燃焼した場合ですが、実際の爆発では炎が伝播しながら燃焼しているので、そこまでの膨張にはならないものと考えられます。

なお、私は化学の専門家ではありませんので、間違いがありましたらお許し下さい。

質問者からのお礼コメント

詳しい回答、ありがとうございました！大変参考になりました。もう一人の方へ、ガスはLPGとかいてます。ちゃんと質問読みましょう。

Answer 2

ド素人がバルブも抜かずにやってると、最低でも８気圧はタイヤに掛かりっぱなしになってるから、漏れた分もあるんで、当然それ以上の膨張率になってるとは思うよ。ガスにも色々あるし、温度や時間で濃度も変わって爆発力も違うから、せめて条件を設定して質問しなきゃ誰も答えられないって。