องค์ประกอบของไฟ

ไฟ มักจะเกิดจากการเผาไหม้สิ่งที่เป็นเชื้อเพลิงได้ ในอากาศที่อุณหภูมิสูงพอ การเผาไหม้ คือ การเกิดปฏิกิริยาเคมีระหว่างไอของสารที่อยู่ในเชื้อเพลิงกับออกซิเจนในอากาศซึ่งมักจะทำให้เกิดสารชนิดใหม่ นอกจากนี้ การเผาไหม้ยังทำให้เกิดความร้อนซึ่งมักจะเพิ่มอุณหภูมิรอบบริเวณของเชื้อ เพลิงนั้น ๆ แก๊สหุงต้ม น้ำมัน ไม้ เป็นสิ่งที่ติดไฟได้เพราะมีองค์ประกอบที่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศได้ ผลของปฏิกิริยาที่สมบูรณ์คือ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และไอน้ำ ซึ่งเรามองไม่เห็นและไม่ได้กลิ่น แต่หากว่าปฏิกิริยาไม่สมบูรณ์จะเกิดก๊าซคาร์บอนโมนอกไซด์ ควัน เขม่าขึ้น นอกจากนี้ สิ่งเจือปนอื่น ๆ ที่มีธาตุไนโตรเจน กำมะถัน จะถูกเผาไหม้กลายเป็นก๊าซที่เป็นพิษได้ด้วย เช่นเดียวกับก๊าซคาร์บอนโมนอกไซด์

จากประสบการณ์ เรารู้ว่าวัสดุต่าง ๆ ติดไฟได้ยากหรือง่ายต่างกัน เทียนไขจะติดไฟได้ต้องอาศัยไส้ที่ช่วยการติดไฟ ส่วนแก๊สหุงต้ม ซึ่งมีองค์ประกอบทางเคมีคล้ายเทียนไขกลับติดไฟได้ง่ายมาก ทั้งนี้เป็นเพราะว่า การลุกเป็นไฟขึ้นอยู่กับสถานะของสาร แก๊สหุงต้มอยู่ในสถานที่พร้อมที่จะสัมผัสและปะปนกับออกซิเจนในอากาศอยู่แล้ว ส่วนสารของเทียนไข ต้องถูกหลอมและระเหยให้เป็นก๊าซด้วยไฟที่ไส้ จึงจะติดไฟต่อไปได้ กล่าวคือเปลวไฟของเทียนไขเกิดจากการเผาไหม้ก๊าซที่ได้ระเหยจากตัวเทียนไข และความร้อนที่เกิดขึ้นใน เปลวไฟกลับมาช่วยให้ไขหลอมและระเหยต่อไป

การลุกไหม้ของสารต้องพึ่งปัจจัย 3 อย่าง คือ เชื้อเพลิง (ไอของมัน) อากาศ (ออกซิเจน) ในสัดส่วนที่พอเหมาะ และอุณหภูมิที่พอเหมาะ จะขาดอย่างใดอย่างหนึ่งไม่ได้ ฉะนั้นการดับไฟ คือการที่ทำให้เกิดการขาดปัจจัยอย่างน้อย 1 อย่าง เช่น การปิดวาวล์ถังแก๊ส เป็นการทำให้ขาดเชื้อเพลิง การฉีดน้ำทำให้ลดอุณหภูมิและ ลดการสัมผัสกับออกซิเจนเป็นต้น

วัสดุบางชนิดติดไฟได้เมื่อถูกน้ำ เพราะมันทำปฏิกิริยากับน้ำทำให้เกิดความร้อนและก๊าซที่ติดไฟง่าย และความร้อนที่เกิดขึ้นจะช่วยเร่งปฏิกิริยาของก๊าซและสารต่าง ๆ ที่อยู่บริเวณรอบข้างทำให้ไฟลามมากขึ้น ฉะนั้นการดับไฟด้วยน้ำจึงไม่ได้ผลดีเสมอไป ส่วนวัสดุบางชนิดมีองค์ประกอบซึ่งสามารถปลดปล่อยออกซิเจนออกมาได้เอง เช่น สารเปอร์ออกไซด์อินทรีย์ วัสดุเหล่านี้ เมื่อติดไฟแล้วจะดับได้ยากมาก เพราะว่าปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้โดยไม่มีอากาศจากภายนอก ความไวไฟของวัตถุ ของเหลวมักจะมีการระเหยให้เป็นก๊าซอยู่ตลอดเวลา เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นจะมีการระเหยไปสัมผัสกับอากาศมากขึ้น หากของเหลวนั้นติดไฟได้ จะมีอุณหภูมิหนึ่งที่ผิวของของเหลวจะติดไฟได้ชั่วครู่เมื่อมีประกายไฟมาใกล้ อุณหภูมิต่ำที่สุดที่ของเหลวติดไฟชั่วครู่โดยอาศัยประกายไฟนี้ เรียกว่า จุดวาบไฟ (flash point) การใช้จุดวาบไฟจึงเป็นวิธีหนึ่งเพื่อประเมินความไวไฟของวัตถุ คือวัตถุที่มีจุดวาบไฟต่ำถือว่าไวไฟมากกว่า และจุดวาบไฟสูงถือว่าไวไฟน้อยกว่า ของเหลวที่สามารถติดไฟได้ เมื่ออยู่ในอุณหภูมิที่สูงกว่าจุดวาบไฟ จะสามารถติดไฟในอากาศได้อย่างถาวรไม่จำเป็นต้องพึ่งประกายไฟก็ได้

จุดชวาล (autoignition point) คืออุณหภูมิต่ำสุดที่ของสามารถติดไฟได้เอง โดยไม่อาศัยประกายไฟ ของแข็งก็เช่นกันต้องอยู่ในอุณหภูมิที่สูงพอ จึงจะจุดติดไฟได้ ดังนั้นการติดไฟของฟืนจึงต้องอาศัย ฟาง กระดาษ และไต้ เพื่อให้วัสดุพวกนี้ติดไฟก่อน ความร้อนจากการเผาไหม้ทำให้เกิดอุณหภูมิสูงที่บางจุดของฟืนเป็นเวลานานพอ จึงติดไฟได้แ ม้ว่า ก๊าซบางชนิดจะติดไฟได้ง่าย แต่ก๊าซเหล่านี้ต้องผสมกับอากาศในสัดส่วนที่ถูกต้อง จึงจะติดไฟได้ ฉะนั้น แก๊สในถังแก๊สหุงต้มจะไม่ติดไฟภายในถังการเปิดวาล์วมากเกินไปก็ไม่ทำให้แก๊สติดไฟเช่นกันเพราะ สัดส่วนผสมกับอากาศที่ปากวาวล์ไม่พอเหมาะ การที่จะติดไฟได้ต้องเป็นส่วนผสมที่ห่างจากวาวล์พอควร สารพิษที่เกิดจากการไหม้ไฟ วัตถุที่ไม่เป็นอันตรายหลายชนิด เมื่อถูกไฟไหม้จะทำให้เกิดก๊าซพิษได้ เพราะว่าวัตถุเหล่านี้ถูกทำให้แตกสลายและรวมตัวใหม่โดยการเผาไหม้ให้เป็นสาร ประกอบของธาตุไนโตรเจน กำมะถันและคาร์บอน ซึ่งเป็นองค์ประกอบของวัตถุนั้น ๆ เช่น คาร์บอนโมนอกไซด์ ไนโตรเจนไดออกไซด์ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ไฮโดรเจนไซยาไนด์ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์เป็นต้น จะเห็นได้ว่าการรวมตัวของธาตุต่าง ๆ ในวัตถุนั้นอาจทำให้เกิดสารพิษตัวใหม่ได้เช่นกัน ตัวอย่างของวัตถุธรรมดาที่ใช้ตามบ้านที่เป็นอันตรายได้
เมื่อเกิดไฟไหม้คือไม้ ผ้าม่าน ท่อพีวีซี วัตถุพลาสติกที่ทำมาจากการรวมตัวของหน่วยย่อย (monomer) มักจะไม่มีพิษ แต่เมื่อถูกไฟไหม้ บางส่วนจะกลับกลายเป็นสารพิษได้ เพราะหน่วยย่อยเหล่านี้จะแตกออก และแสดงความเป็นพิษของมัน เช่น ไวนิลคลอไรด์ (vinyl chloride) อะคริลาไมด์ (acrylamide) ไฮโดรเจนคลอไรด์ไฮโดรเจนไซยาไนด์  เป็นต้น

ความร้อนและรังสีที่เกิดจากไฟไหม้ การลุกไหม้ของวัตถุต่างชนิดกัน และความเร็วของการเผาไหม้ที่ต่างกัน ย่อมทำให้เกิดความร้อนไม่เท่ากัน ความร้อนที่เกิดขึ้นหากไม่มีการถ่ายเทจะทำให้อุณหภูมิในบริเวณการลุกไหม้สูงขึ้นเรื่อย ๆ ซึ่งทำให้เกิดการระเหยของเชื้อเพลิงมากขึ้น เชื้อเพลิงระเหยนี้ จะวิ่งหาอากาศและออกซิเจน เพื่อให้เกิดการเผาไหม้มาก ขึ้นเสมอฉะนั้น เวลาเกิดไฟไหม้รุนแรงภายในตึกที่ปิดมิดชิดพอควร หากเกิดการถ่ายเทอากาศได้ดีขึ้นทันทีทันใด เช่น หน้าต่างแตกหรือประตูเปิด จะเกิดเปลวไฟวาบขึ้นแรงมากเพราะเกิดการเผาไหม้ที่อัตราเพิ่มขึ้น และเพิ่มความร้อนซึ่งช่วยเร่งการเผาไหม้และเกิดอันตรายได้มากขึ้น