ไฟกับวิทยาศาสตร์
ความหมายของคำว่า
ไฟ คือ ปฏิกิริยารูปหนึ่ง ซึ่งเกิดจากการเติมออกซิเจนลงในสารใดสารหนึ่ง
แล้วทำให้เกิดความร้อน (Heat ) แสงสว่าง (Light ) และสภาพการเปลี่ยนแปลงต่างๆ
เกิดขึ้นไฟ เป็นรูปแบบของการสันดาป ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ทางเคมีอย่างหนึ่ง คำว่า ไฟ ทางด้านภาษาศาสตร์ อาจหมายถึง
การรวมกันของ แสงที่รุกโชติ และความร้อนอันมหาศาลที่ปลดปล่อยออกมา และจำเป็นต้องใช้เชื้อเพลิงในการเผาไหม้
ไฟ มิใช่สภาพของวัตถุ แต่เป็นปฏิกิริยาเคมีในการปลดปล่อยความร้อน โดยมีพลังงานในรูปแบบของ
ความร้อน และแสงสว่างออกมา ไฟ จะเกิดขึ้นเมื่อเชื้อเพลิงกับออกซิเจนหรือร่วมตัวกับออกซิเจนแล้วมีปริมาณเพียงพอกับความร้อน
ไฟ หมายถึง ชื่อวัตถุ อย่างหนึ่งในธาตุทั้ง
4 คือ ดิน น้ำ ไฟ ลม ผลปฏิกิริยาเคมีซึ่งก่อให้เกิดความร้อน แสงสว่าง และเปลว คือ กลุ่มก๊าซที่กำลังลุกไหม้
ทำให้ไหม้สิ่งต่างๆ ได้(1) ไฟกัลป์ คือ ไฟล้างโลกเมื่อสิ้นกัป(2) ไฟกิเลส คือ กิเลสที่เปรียบเสมือนไฟ
เพราะทำให้จิตใจเร่าร้อน ได้แก่ ราคะ โทสะ โมหะ ไฟโดยปริยายหมายถึงความเดือดร้อน เช่น
ตอนนี้บ้านเมืองกำลังลุกเป็นไฟ ไฟธาตุ ไฟที่โบราณถือว่า ในร่างกายมนุษย์ และสัตว์สำหรับให้ความอบอุ่นแก่ร่างกาย
และย่อยอาหาร ไฟเป็นของการบวนการเผาไหม้ (combustion) ซึ่งเป็นปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วระหว่างออกซิเจนกับสารที่เรียกว่า
เชื้อเพลิง คำว่าเชื้อเพลิงนี้ใช้เรียกสารใดๆ ก็ตามที่สามารถปลดปล่อยพลังงานออกมาเพื่อเผาไหม้
ตัวอย่างของสารที่เป็นเชื้อเพลิง ได้แก่ น้ำมัน ถ่าน ไม้น้ำมันรถยนต์ และกระดาษ ก๊าซต่างๆ
เป็นต้น โดยปกติสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อมีการเผาไหม้ คือ คาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำแต่บางครั้งอาจเกิดควัน
และก๊าซพิษอื่นๆ เมื่อมีการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์หรือเมื่อมีสารเคมีบางชนิดอยู่ด้วย(3)
ไฟ ตามพจนานุกรมอังกฤษไทยได้ให้ความหมายเอาไว้ว่า
เพลิง อัคคี กองไฟ ส่องแดงเป็นไฟ ความเร่าร้อน ความรู้สึกอย่างแรงกล้า ทำให้เกิด
(ความทะเยอทะยาน) อย่างแรงกล้าฉุนเฉียวขึ้นมาทันที(4)สิ่งทั้งหลายประกอบขึ้นด้วยไฟไม่มีพระเจ้าองค์ใดหรือมนุษย์เชื้อชาติใดสร้างโลกนี้ขึ้นโลก
เป็นไฟอยู่ก่อน ทุกสิ่งมาจากไฟ ทุกสิ่งถูกเปลี่ยนแปลงเพื่อให้ได้ไฟ และไฟถูกเปลี่ยนแปลงเพื่อให้ได้ทุกสิ่ง
ดังนั้น สสารสูงสุดมีเพียงหนึ่งเดียว คือ ไฟ รูปอื่นๆ ทั้งหมดเป็นเพียงอัญญรูปของไฟ
ไฟมีพลังในตัวเอง โลกและจักรวาล เกิดจากไฟ ไฟแปลงรูปเป็นลม จากลม เป็นน้ำ จากน้ำเป็นดิน
เรียกว่า วิถีลงส่วนดินแปรสภาพเป็นน้ำ จากน้ำเป็นลม จากลมเป็นไฟ เรียกว่า วิถีขึ้นการแปรสภาพทั้งหมดมีลำดับสม่ำเสมอ
วิถีลง และวิถีขึ้น จึงเป็นวิธีเดียวกันสรรพสิ่งเกิดจากการรวมตัวของปฐมธาตุทั้ง 4 คือ
ดิน น้ำ ลม ไฟ อัตราส่วนที่ต่างๆ กันการเปลี่ยนแปลงเกิดจากการเปลี่ยนอัตราส่วน การสูญหายเกิดจากการแยกตัวการควบคุมไฟ
เพื่อนำไปใช้ประโยชน์ถือได้ว่า เป็นความสำเร็จก้าวสำคัญหนึ่งในประวัติศาสตร์ของมวลมนุษยชาติตั้งแต่
การทำอาหาร การผลิตสิ่งของ การฆ่าเชื้อโรค การแปลงพลังงานเป็นงาน และการดับไฟที่ไม่พึงปรารถนา
เป็นต้น
ไฟ หมายถึง ความร้อนสูง
รวมกับความกดดันทำให้อะตอมของไฮโดรเจนวิ่งเข้ามาร่วมกันทำให้เกิดอะตอมของธาตุ ที่มีน้ำหนักเพิ่มขึ้นเล็กน้อย
ในการทำฮีเลียมหนึ่งหน่วยต้องใช้ไฮโดรเจน 4 หน่วย ทุกครั้งที่ทำฮีเลียม พลังงานเล็กน้อยจะถูกปล่อย
และน้ำหนักเล็กน้อยจะสูญหายไป ดวงอาทิตย์เริ่มส่องแสง โดยการสูญเสียน้ำหนักในอัตราที่ล้านตันในทุกๆ
หนึ่งนาทีในขั้นตอนต้นๆ ดวงอาทิตย์ที่หดตัว และหมุนถูกล้อมรอบด้วยก้อนวัตถุขนาดใหญ่
ซึ่งส่วนใหญ่จะเป็นไฮโดรเจน แต่ประกอบด้วยธาตุที่หนัก รวมทั้งเหล็กด้วยวัตถุในก้อนดังกล่าวจะหนาแน่นกว่าน้ำหนักโดยเฉลี่ยเป็นครั้งคราว
ดังนั้น วัตถุจึงเริ่มเกาะตัวเป็นก้อนต่างหาก และก้อนจะเปลี่ยนเป็นดาวเคราะห์เมื่อดาวเคราะห์ที่เพิ่งก่อตัวมีมวลมากเพียงพอ
มันก็จะสามารถดึงดูดวัตถุภายนอก มันจึงเติบโตค่อนข้างเร็ว(5)
ระบบสุริยะจักรวาลแสดงให้เห็นว่า
วิวัฒนาการเริ่มแรกดวงอาทิตย์ ของดวงดาว ของโลกก็เกิดจากกลุ่มก๊าซที่มีความร้อนสูงมาก
ระบบสุริยะได้ค่อยเปลี่ยนเป็นระบบสุริยะจนทุกวันนี้ โลกก็ยังไม่แข็ง และเต็มไปด้วยหินขรุขระ
แต่ก็มีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาต่อมาหลายสิบล้านปีผ่านไปโลกก็เริ่มเย็นตัวลง ทำให้เปลือกโลกเริ่มก่อตัวมันยังคงหดตัว
เนื่องจากความโน้มถ่วง เมื่อด้วยเคราะห์ดวงใหญ่กำลังก่อตัว แต่ละครั้งจะมีหินก้อนใหญ่กระทบโลกมีการเพิ่มความร้อน
ให้กับโลก และค่อยๆ ทำให้มีความร้อนภายในอีกครั้งหนึ่ง ในที่สุดความร้อนจะมีมากจนเหล็กซึ่งเป็นโลหะหนังเริ่มหลอมเหลว
และเริ่มก่อตัวเป็นหยดน้อยๆ หยดเหล่านี้จมลงข้างล่าง และในไม่ช้าแกนโลกเริ่มมีเหล็กมากขึ้นพร้อมโลหะอื่นๆ
เหนือแกนของโลกจะมีหินที่มีการควบแน่นน้อยกว่า แต่ร้อนเกินจะแข็งตัว ดังนั้น มันจึงไหลเหมือนการไหลของน้ำเชื่อมมันประกอบด้วยธาตุซิลิคอนที่เบากว่าเป็นจำนวนมากในขณะที่ภายในของโลกร้อนขึ้นมา
จะมีการไหวที่ใหญ่โต ภูเขาไฟระเบิด มีของเหลวปะทุออกมา จนกระทั่งมีการสร้างบรรยากาศใหม่แทนที่ไฮโดรเจนของก่อนๆ
ซึ่งยังไม่ใช่อากาศที่เรากำลังใช้หายใจ เพราะมันประกอบด้วยก๊าซที่เราเรียกว่า คาร์บอนไดออกไซด์มากเกินไป
และมีออกซิเจนน้อยเกินไป แต่ก็มีไอน้ำเพียงพอที่จะก่อตัวเป็นก้อนเมฆ ฝนตกเป็นระยะยาวนานเพียงพอที่จะทำให้เกิดมหาสมุทร
ปัจจุบันพื้นผิวของโลกมากกว่าครึ่งหนึ่งปกคลุมด้วยน้ำเปลือกโลกที่เริ่มเย็นลง และเริ่มหน้าขึ้น
มันจะแตกออกเป็นแผ่นหน้า (Slabs) ขนาดมหึมาซึ่งถูกดึงและดันบนรอบๆ ยอดเยื่อหุ้มที่เหนียว
บางส่วนของแผ่นหนาได้กลายเป็นทวีปซึ่งในต้นตอนๆ จะมีรูปร่างแตกต่างจากปัจจุบัน โลกเริ่มพร้อมสำหรับสิ่งมีชีวิต
แต่แผ่นดินยังคงไม่ราบเรียบ ผิดกับมหาสมุทรซึ่งมีน้ำอุ่นสำหรับใช้ชีวิตเริ่มขึ้นในโลกที่เพิ่งมีอายุไม่นาน(6)
ไฟ เป็นกลุ่มก๊าซบนดวงอาทิตย์
ที่ให้ความร้อน ความอบอุ่นแก่ชาวโลก และดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ในระบบสุริยะจักรวาล ภายในของดวงอาทิตย์เป็นเตามหึมา
ซึ่งมีหน้าที่เช่นเดียวกับเตาในบ้าน คือ การผลิตพลังงาน แต่พลังงานของดวงอาทิตย์มิได้มาจากการเผาผลาญเชื้อเพลิง
เช่น น้ำมัน พลังงานของดวงอาทิตย์มาจากปฏิกิริยาการหลอมนิวเคลียส
(nuclear fusion) ในปฏิกิริยาการหลอมนิวเคลียสอะตอมของไฮโดรเจนรวมตัวกันเป็นฮีเลียมปฏิกิริยาการหลอมนิวเคลียสเกิดขึ้นภายใต้สภาวะที่อุณหภูมิ
และความกดดันสูงอย่างมหาศาล อุณหภูมิที่แกนใจกลางของดวงอาทิตย์สูงถึง 15 ล้าน องศาเซลเซียส
สูงจนกระทั่งทำให้เกิดปฏิกิริยาการหลอมนิวเคลียส(7)
มวลรวมของฮีเลียม ซึ่งเกิดจากปฏิกิริยาการหลอมนิวเคลียสมีจำนวนน้อยกว่ามวลรวมของไฮโดรเจนเล็กน้อย
มวลซึ่งหายไปนี้เปลี่ยนเป็นพลังงาน ซึ่งรวมทั้งแสง และความร้อน แสง และความร้อนเคลื่อนที่ออกจากแกนของดวงอาทิตย์ไปยังชั้นบรรยากาศ
และออกสู่อวกาศ แสงสว่าง และความร้อนบางส่วนตกสู่โลก กลายเป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญไฮโดรเจนที่แกนของดวงอาทิตย์มีจำนวนมากพอที่จะเป็นเชื้อเพลิงได้นานหนึ่งล้านปี
ในปัจจุบันดวงอาทิตย์มีอายุห้าพันล้านปี เพราะฉะนั้นดวงอาทิตย์มีไฮโดรเจนมากพอที่ให้พลังงาน
คือ ความร้อน ซึ่งเป็นพลังงานที่สำคัญมายังโลกมนุษย์ได้หลายร้อยล้านปี สารานุกรมไทยกล่าวไว้ว่า
เชื่อกันว่าเดิมโลกแตกมาจากดวงอาทิตย์แรกๆ ก็ร้อนจัดเมื่อเย็นลง ส่วนที่แข็งก็เป็นหิน
ส่วนที่เหลวก็กลายเป็นน้ำ หินเมื่อถูกความร้อน ความเย็น และอากาศก็แตกสลายออกกลายเป็นดิน
เมื่อพืชเกิด และตายทับถมผุพังไปก็เรียกว่า พืชวัตถุ เมื่อสัตว์เกิดและตายก็เน่าเปื่อยผุพังเรียกว่า
สัตว์วัตถุ ทั้งพืชวัตถุ และสัตว์วัตถุรวมเรียกว่า อินทรียวัตถุ (organic
matter)8
การจำแนกประเภทของไฟ เพื่อจะได้ทราบถึงชนิดของวัสดุที่ไหม้ไฟ
และจะได้นำอุปกรณ์หรือเครื่องดับเพลิงไปใช้ได้อย่างถูกวิธี รวมถึงประสิทธิภาพในการดับเพลิง
อันตรายที่จะเกิดขึ้นหากใช้วิธีการดับเพลิงที่ไม่ถูกต้อง ตลอดจนการทำลายปฏิกิริยาลูกโซ่ของไฟ
เพื่อให้ไฟที่เกิดขึ้นดับลง และไม่ลุกไหม้ขึ้นมาอีก ประเภทของไฟ จำแนกไว้ 4 ประเภท
คือ ประเภทที่ 1 แบ่งตามกระบวนการเผาไหม้แบ่งตามกระบวนการเผาไหม้แบ่งออกเป็น
3 ส่วน คือ ส่วนที่ 1 ก่อนการเผาไหม้ หมายถึง การที่เชื้อเพลิงร้อนขึ้นจนถึงจุดติดไฟทำให้มีไอระเหยถูกปล่อยออกมาจากเชื้อเพลิงนั้น,
ส่วนที่ 2 ไฟคุ หมายถึง การเกิดการลุกไหม้ที่บริเวณผิวหน้าของเชื้อเพลิง ซึ่งอาจมีหรือไม่มีความสัมพันธ์กับปริมาณของออกซิเจนก็ได้
แต่สิ่งสำคัญคืออัตรา การเกิด และอุณหภูมิของไอระเหยจากเชื้อเพลิงไม่เพียงพอที่จะทำให้เกิดการลุกไหม้แบบมีเปลวได้
และส่วนที่ 3 การเผาไหม้แบบมีเปลวไฟ หมายถึง พลังงาน และปริมาณไอระเหยของเชื้อเพลิงที่อยู่ในช่วงที่เหมาะสมในการที่จะทำให้เกิดเปลวไฟ,
ประเภทที่ 2. การแบ่งตามอัตราการเติบโตช่วงที่ไฟกำลังเติบโต เริ่มจากช่วงที่ไฟปล่อยพลังงานหรือความร้อนออกมาอย่างสม่ำเสมอการเติบโตนี้จะเป็นไปอย่างต่อเนื่องมีปริมาณเชื้อเพลิงหรืออากาศอย่างใดอย่างหนึ่ง
เป็นตัวกำหนดการเติบโตช่วงการเติบโตคงที่เป็นช่วงที่อัตราความร้อนจากไฟที่ปล่อยออกมา
โดยเฉลี่ยมีความสัมพันธ์กับเวลาปริมาณของพลังงานที่เกิดขึ้นถูกควบคุมโดยพื้นที่ผิวหน้าของเหลว
และการเผาไหม้จะเป็นไปอย่างคงที่จนกว่าเชื้อเพลิงจะหมดลงช่วงการถดถอย เป็นช่วงสุดท้ายของการเติบโตเป็นช่วงที่ปริมาณของออกซิเจนมีไม่จำกัดแต่อัตราการปล่อยความร้อนลดลงเนื่องจากปริมาณเชื้อเพลิงน้อยลง,
ประเภทที่ 3. การแบ่งตามระบบการหมุนเวียนของอากาศ
เป็นการพิจารณาถึงปริมาณของเชื้อเพลิงหรือออกซิเจนที่มีอยู่พอให้กระบวนการเผาไหม้ดำเนินต่อไปอย่างต่อเนื่องเมื่อเกิดการลุกไหม้ในที่โล่งแจ้งหรือช่วงต้นของการเกิดไฟเป็นการพัฒนาของไฟในช่วงที่มีออกซิเจนมากไปประเภทนี้เรียกว่า
ไฟที่ถูกควบคุมด้วยปริมาณเชื้อเพลิงสำหรับไฟที่เกิดในห้องหรืออาคาร ประตูหน้าต่างที่เปิดอยู่จะเป็นตัวที่ควบคุมปริมาณของอากาศที่ใช้สำหรับการลุกไหม้ของไฟ
และประเภทที่ 4. การแบ่งตามระยะการเกิดไฟ
การแบ่งระยะที่ 4 นี้แบ่งออกไปอีกเป็น 3 ระยะ คือ ระยะแรกเริ่ม หมายถึง
ระยะเริ่มต้นการลุกไหม้ที่เปลวไปยังไม่มีพลังงานมากอาจเกิดเป็นไปคุอยู่นานเป็นชั่วโมง, ระยะที่ไฟลุกไหม้อย่างอิสระ
เป็นช่วงการเกิดเปลวไฟโดยไฟจะเผาไหม้เชื้อเพลิงและปล่อยพลังงานออกมาจำนวนมาก, ระยะไฟคุ ปริมาณของออกซิเจนในห้องมีจำนวนลดน้อยลง
และการปล่อยพลังงานความร้อนลดลงอย่างรวดเร็ว(9)
องค์ประกอบของไฟ
(Fire Elements) ไฟ จะเกิดขึ้นได้จะต้องมีองค์ประกอบ และองค์ประกอบดังกล่าวจะต้องได้สัดส่วน
และอัตราส่วนที่เหมาะสมเท่านั้น จึงจะเกิดเป็นไฟ ขึ้นองค์ประกอบของไฟมีอยู่ 3 อย่าง
คือ 1. เชื้อเพลิง (Fuel) มีอยู่หลายสถานะ
เช่น ของแข็ง เช่น ไม้ ใบไม้ ผ้า หญ้า ฟาง วัสดุต่างๆ เป็นต้น, ของเหลว เช่น น้ำมัน
ทินเนอร์ ยางมะตอย เป็นต้น และก๊าซ ต่างๆ อย่างไรก็ตามเชื้อเพลิงจะติดเป็นไฟได้ต้องอยู่ในสถานะเป็น
ไอ ก่อนเสมอโดยการใช้ความร้อนไปยกอุณหภูมิของเชื้อเพลิงที่เป็นของแข็งหรือของเหลวให้กลายเป็นไอ
แต่บางชนิดไม่จำเป็นไม่จำเป็นต้องใช้ความร้อนไปยกอุณหภูมิของตัวมันให้กลายเป็นไอ เพราะจุดวาบไฟของเชื้อเพลิงแต่ละอย่างจะไม่เท่ากัน
เช่น น้ำมันเบนซิน หรือก๊าซต่างๆ ความร้อนที่ทำให้เชื้อเพลิงเปลี่ยนสถานะเป็น ไอ เข้าผสมกับอากาศอย่างได้สัดส่วน
และพร้อมที่จะลุกไหม้ได้เรียกว่า จุดวาบไฟ, 2. อากาศ
(oxygen) คือ บรรยากาศที่มีออกซิเจนอยู่ในอัตราประมาณร้อยละ 21% ออกซิเจนเป็นก๊าซที่ช่วยให้ติดไฟ แต่ถ้าในบรรยากาศที่มีออกซิเจนต่ำกว่าร้อยละ
16 ไฟจะไม่ติดเพราะอากาศไม่ได้สัดส่วนกับเชื้อเพลิงนั่นเอง และ3. ความร้อน (Heat) ความร้อนจะเป็นต้นเหตุแห่งการจุดติด
ต้องสูงพอที่จะยกระดับอุณหภูมิของสิ่งที่เป็นเชื้อเพลิงให้ถึงจุดติดไฟหรือจุดชวาลของเชื้อเพลิงนั้นๆ
ซึ่งความร้อนถึงจุดติดไฟ จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีอย่างรวดเร็ว
(Rapid combustion) เกิดเป็นไฟและการเผาไหม้ขึ้น(10)
คุณสมบัติของ
ไฟ ในทางวิทยาศาสตร์นั้น สามารถแบ่งคุณสมบัติในทัศนะทางวิทยาศาสตร์ออกเป็น
2 อย่าง คือ คุณสมบัติของไฟทางกายภาพ และทางเคมี เช่น การระเหยของของเหลวเนื่องจากโมเลกุลของของเหลวมีการเคลื่อนไหวอยู่ตลอดเวลา ซึ่งความถี่ของการเคลื่อนไฟขึ้นกับอุณภูมิของของเหลว
กล่าวคือ โมเลกุลอิสระจะหนีออกไปตามผิวหน้าของ ของเหลวสู่พื้นที่ว่างเหนือของเหลว โมเลกุลบางตัวจะยังคงอยู่ในพื้นที่ว่างนี้ในขณะที่โมเลกุลบางตัวจะถูกดึงกลับลงสู่ของเหลวอีกครั้งหากของเหลวนั้นอยู่ในภาชนะเปิดโมเลกุล
(ไอระเหย) จะหนีออกจากผิวหน้าของ ของเหลวอย่างต่อเนื่องเรียกว่า
ของเหลวระเหยในทางกลับกัน ถ้าของเหลวอยู่ในภาชนะปิดเหนือของเหลวจนถึงจุดสมดุล ซึ่งเป็นจุดที่อัตราที่โมเลกุลหนีออกเท่ากับอัตราของโมเลกุลที่กลับเป็นของเหลว
ความดันที่จุดสมดุลนี้เรียกว่า ความดันไอ มีหน่วยเป็นกิโลปาสคาล(Kpa)หรือปอนด์ต่อตารางนิ้วสัมบูรณ์ (psia) ในขณะที่ของเหลวมีอุณภูมิสูงขึ้นความดันไอของของเหลวจะเข้าใกล้ความดันบรรยากาศ
ในที่ปิดเมื่อความดันไอเท่ากับความดันบรรยากาศ อุณภูมิของของเหลวนั้น ณ จุดนั้น เรียกว่า จุดเดือด และคุณภาพของทางเคมี การเผาไหม้เป็นปฏิกิริยาทางเคมี
ที่มีการให้ความร้อนออกไปจากระบบ (exothermic) ปฏิกิริยาดังกล่าว อาจเกิดจากของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ กระบวนการดังกล่าวโดยปกติแล้วมักจะมีความเกี่ยวกันกับปฏิกิริยาที่โมเลกุลมีการสูญเสียอิเล็กตรอน
(oxidation) ของเชื้อเพลิงในบรรยากาศของออกซิเจน ของแข็งบางอย่างสามารถเผาไหม้ได้โดยตรงจากไฟคุ
แต่สำหรับการเผาไหม้ที่มีเปลวไฟของเชื้อเพลิงที่เป็นของแข็ง และของเหลวต้องเกิดการคายไอระเหยก่อนเกิดการเผาไหม้ ในบางโอกาส ปฏิกิริยาเคมีการเผาไหม้อาจเกิดได้โดยไม่มีออกซิเจนเข้ามาเกี่ยวข้อง
เช่น สารไฮโดรคาร์บอนบางตัวอาจเกิดการเผาไหม้ได้ในบรรยากาศของคลอลีน และผงเซอร์โคเนียมสามารถจุดติด
(ignition) ได้ในก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์บริสุทธิ์ เป็นต้น(11)
กล่าวถึง ไฟ คนทั่วไปย่อมรู้ในฐานะว่า
ไฟ เป็นสิ่งที่ให้ความร้อน และทำให้เกิดเป็นแสงสว่างโบราณเชื่อว่า ไฟ เป็นธาตุอย่างหนึ่งในธาตุทั้งสี่
มนุษย์ได้ใช้ประโยชน์จากความร้อนของไฟ โดยอาศัยผิงจากไอความร้อนผ่อนคลายความหนาวเมื่อยามมีอากาศเย็นจัด
ไอของไฟช่วยทำให้ร่างกายเกิดความอบอุ่น และบางทีก็ช่วยเสริมสุขภาพของตนได้อีกด้วยมนุษย์ยังได้ใช้ความร้อนอันเกิดจากไฟทำอาหารให้สุก
ปลอดภัยจากความเจ็บป่วยเนื่องจากอาหารเป็นพิษ การทำอาหารให้สุกด้วยไฟทำให้มีรสอร่อยชวนรับประทานยิ่งกว่าอาหารสุกๆ
ดิบๆ ไฟใช้ได้ทั้ง ต้ม ปิ้ง ย่าง ทอด อบ คุณสมบัติของไฟที่ให้แสงสว่างนั้น เป็นประโยชน์แก่มนุษย์ไม่น้อยไปกว่าคุณสมบัติของไฟที่ให้ความร้อนอันเป็นประโยชน์แก่มนุษย์
ในสมัยปัจจุบันมนุษย์ได้อาศัยคุณประโยชน์จากไฟทางด้านแสงสว่าง
ช่วยป้องกันภัยอันตรายอันเกิดจากสัตว์ร้ายในยามค่ำคืนมาด้วยกันทุกคน นอกจากนี้มนุษย์ยังได้อาศัยใช้ประโยชน์
เพื่อยืดเวลาที่มีความสว่างยาวล้ำเข้าไปในเวลากลางคืนที่ปราศจากแสงสว่างโดยตรงจากพระอาทิตย์
เพื่อได้ทำกิจจำเป็นหรืองานรีบด่วนได้อีก ไฟที่มนุษย์แรกรู้จักนั้นเป็นไฟที่เกิดมีขึ้นเองตามธรรมชาติ
เป็นต้นว่า ในขณะเกิดฟ้าผ่าลงมาถูกวัตถุต่างๆ ทำให้เกิดความร้อน และแตกเป็นประกายไฟทำให้ลุกไหม้เป็นไฟขึ้นตามต้นไม้หรือกอไผ่
หรือหญ้าแห้ง หรือไฟอาจจะเกิดขึ้นในเวลาอากาศร้อนจัด ต้นไม้บางชนิด เช่น กอไม้ไผ่เวลาถูกลมพัดเอนไปมา
ลำไม้ไผ่เสียดสีกันไปมานานเข้าก็เกิดความร้อนจัดบนผิวไม้ จนเกิดลุกเป็นไฟ เมื่อมนุษย์สามารถรู้จักทำไฟขึ้นใช้ประโยชน์ได้มากขึ้น
มนุษย์ก็เริ่มมีภาระเกี่ยวกับไฟเพิ่มขึ้นโดยเฉพาะความจำเป็นในการรักษาไฟ จึงจำเป็นต้องค้นหาวิธีรักษาไฟไว้ใช้ให้นานที่สุดวิธีรักษาไฟอย่างง่ายๆ
ให้ได้ใช้ประโยชน์ในสมัยดึกดำบรรพ์นั้นมนุษย์ใช้ไม้ขอนท่อนซุงเป็นเชื้อเพลิงเลี้ยงไฟให้คุไหม้อยู่เป็นเวลานานพอสมควรแต่เป็นวิธีเลี้ยงไฟอยู่ติดกับที่
มีแต่ความร้อน แต่ให้สว่างได้ไม่นานนักภาชนะสำหรับใช้บรรจุเปลวมันหรือไขมันของสัตว์ที่จะหล่อเลี้ยงไฟไห้ไหม้ลุกอยู่ได้นาน
และสะดวกแก่การใช้สอยนั้น จากการขุดค้น ซึ่งนักโบราณคดีสำรวจค้นพบตามแหล่งต่างๆ ปรากฏว่า
ทำด้วยดินปั้นเผาไฟสุก และแข็งรูปคล้ายถ้วยฝีมือปั้นอย่างหยาบๆ ซึ่งคงใช้บรรจุน้ำมันแต่พอสมควร
พาดไส้หรืออาจจะเป็นฟางหรือวัสดุอื่นๆ ที่สามารถดูดซึมน้ำมันชุ่มอยู่พอเป็นเชื้อเพลิงไฟได้
ไว้ตรงปากภาชนะนั้น แล้วจุดไฟให้สว่างการที่คนมีความเป็นอยู่สะดวกสบายขึ้นก็โดยอาศัยไฟใช้ประโยชน์ดังกล่าว(12)
นอกจากนี้ไฟยังใช้เป็นอาวุธป้องกันตัวเองหรือทำร้ายสัตว์ได้อีกด้วยประโยชน์ของไฟมีมากเช่นนี้คนทั้งหลายจึงมีความสนใจ
และพยายามประดิษฐ์ภาชนะใช้หล่อเลี้ยง เพื่อให้ไฟลุกโชนอยู่ได้นานที่สุดโลกซึ่งอยู่ในกาแล็กซี่ทางช้างเผือก
ซึ่งก็รวมอยู่ในดาวทั้ง 9 ดวง ไม่มีอ็อกซิเจนมีแต่ชั้นบรรยากาศ และมีแสงอัลตราไวโอเลตแสงนี้ได้ผลิตสารหลายๆ
ตัวขึ้นมา เมื่อ 3,300 ปีที่ผ่านมาพืชก็ได้เกิดขึ้นปกคลุมโลกทำให้โลกก่อตัวเป็นป่าดงดิบการทับถมของซากต่างๆ
ทำให้เกิดหิน และแร่ธาตุต่างๆ อย่างมากมายซึ่งอาจเกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียที่ปลดปล่อยพลังงานออกมา
และทำให้มีก๊าซต่างๆ เกิดขึ้นบนโลก เช่น คาร์บอนไดอ็อกไซ ก๊าซอ็อกซิเจน เมื่อเกิดขึ้นอย่างเพียงพอก็ทำให้เกิดสิ่งมีชีวิตขึ้น
เช่น แมลง และสิ่งมีชีวิตต่างๆ ก็ปกคลุมโลก เมื่อมีมนุษย์เกิดขึ้นมาในโลกมนุษย์ ก็ได้มีพัฒนาตารางสมองสิ่งที่สำคัญมีการค้นพบไฟ
และเครื่องมือเครื่องใช้ต่างๆ ก็ตามมา และความเป็นอยู่ที่สะดวกสบายก็ตามมา ไฟที่ส่องให้ความสว่างก็บังเอิญทำให้มนุษย์เกิดความคิดมากกว่าเดิม
และเกิดวัฒนธรรมขึ้น ไฟทำให้มนุษย์เป็นมนุษย์อย่างแท้จริง(13)
นอกจากนี้ไฟยังใช้เป็นอาวุธป้องกันตัวเองหรือทำร้ายสัตว์ได้อีกด้วยประโยชน์ของไฟมีมากเช่นนี้คนทั้งหลายจึงมีความสนใจ
และพยายามประดิษฐ์ภาชนะใช้หล่อเลี้ยง เพื่อให้ไฟลุกโชนอยู่ได้นานที่สุดคุณประโยชน์ของไฟยังช่วยสตรีที่คลอดบุตรใหม่
เพื่อให้ได้รับความอุ่นจากไฟ ใช้ความร้อนจากไฟอบสมุนไฟ ความร้อน และกลิ่นของสมุนไฟ
จะทำหน้าท้องแห้งเร็ว เพราะมดลูกเข้าอู่เร็ว และแห้ง แก้จุกเสียด ตะคริว และหนาวเย็นในกระดูก
การคลอดบุตร ในสมัยปัจจุบันสำหรับสตรีผู้คลอดบุตรตามแบบธรรมชาติ ทางแพทย์แผนปัจจุบันก็จะมีการอบไปส่องให้ความร้อน
เพื่อช่วยให้เลือดไหลเวียนบริเวณฝีเย็บมากขึ้น แผลจะได้หายเร็ว การการอยู่ไฟของไทย
ก็คือ การนั่งถ่านหรือการรมควันสมุนไพร ซึ่งเป็นการใช้สมุนไพรรมทางช่องคลอด เพื่อให้แผลฝีเย็บแห้งเร็วไม่อักเสบ
บรรเทาอาการเจ็บแผล กระตุ้นการบีบรัดตัวของมดลูก และช่วยขับน้ำคาวปลา(14)
อย่างไรก็ตาม หากกล่าวว่าไฟเป็นการคิดค้นตามหลักความรู้ทางวิทยาศาสตร์แล้ว
ดังนั้น คุณประโยชน์ของไฟสามารถยึดคุณประโยชน์ของวิทยาศาสตร์ได้ ดังนี้
สุเทพ อุสาหะ กล่าวว่า คงเป็นที่ยอมรับกันว่า
ขณะนี้เราอยู่ในยุคที่วิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีเจริญสูงสุด ทุกอย่างที่เกี่ยวข้องกับตัวเรานั้นเป็นผลมาจากการพัฒนาของวิทยาศาสตร์
และเทคโนโลยีทั้งสิ้น อย่างไรก็ตามอิทธิพลของวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีส่วนใหญ่ที่มีต่อเศรษฐกิจ
และการเสาะแสวงหาความรู้นั้นยังไม่เป็นที่เด่นชัดสำหรับประชาชนส่วนใหญ่(15)
ชัยวัฒน์ คุประตกุล ได้กล่าวถึงบทบาทของวิทยาศาสตร์ที่สร้างคนให้มีมานะอดทนเป็นคนไม่หลงงมงาย
เป็นคนมีเหตุผล เป็นคนที่ไม่ถูกชักจูงไปในทางเสื่อมทรามได้ง่ายๆ นอกจากนี้วิทยาศาสตร์ยังช่วยให้สมาชิกในสังคม
ตระหนักถึงความสำคัญของการทำงานเป็นระบบเป็นทีมหรือเป็นหมู่คณะ ตระหนักถึงผลกระทบที่จะเกิดขึ้นกับสังคมส่วนรวมจากพฤติกรรมหรือการกระทำของสมาชิกแม้เพียงคนเดียวหรือกลุ่มหนึ่ง(16)
ทองสุข พงศทัต และคณะ กล่าวว่า
วิทยาศาสตร์จะเกี่ยวพันกับมนุษย์ทุกคนตลอดชีพในชีวิตประจำวัน ตั้งแต่ ลืมตาตื่นจนกระทั่งเข้านอนจะเกี่ยวพันกับวิทยาศาสตร์
คงจะไม่มีใครปฏิเสธได้ว่า วิทยาศาสตร์ได้นำความสุข ความสะดวกสบายมาสู่การดำรงชีวิตในเรื่องต่างๆ
ดังนี้ 1. อาหาร ได้รู้จักวิธีรักษาอาหารไม่ให้บูดเสีย รู้จักคุณค่าของอาหารว่า
มนุษย์เราต้องการ แป้ง ไขมัน โปรตีน วิตามิน แร่ธาตุต่างๆ อย่างเพียงพอได้อย่างไร และคิดประดิษฐ์อาหารขึ้นได้
เสาะแสวงหาอาหารให้พอเลี้ยงพลโลกจากแหล่งที่มาจากทะเล อากาศ บนพื้นโลก จากทะเลได้ผลิตเกลือรับประทาน
(NaCI) ผลิตไอโอดีนจากสาหร่ายทะเล ซึ่งเอามาทำวุ้น และแยกไอโอดีนออก
ได้โปรตีนจากสัตว์ และพืชเช่น Algae ในทะเลนำมาเป็นอาหาร, 2.
เครื่องนุ่งห่ม ได้รู้จักสีย้อมผ้า สมัยก่อนมักใช้สีจากพืชมาย้อมผ้า
แต่พอถึงค.ศ. 1856 William
Perkin ได้เริ่มใช้สีที่เตรียมจากถ่านหินหรือสีสังเคราะห์ นอกจากนั้นนักเคมียังรู้จักวิธีทำไหมเทียม
ทำปลาสติก ทำไนลอน เพื่อทำเสื้อผ้าสวยๆ ใช้ เช่น และสารสังเคราะห์ใช้แทนยาง เป็นต้น,
3. สุขภาพอนามัย แต่ก่อนนี้อัตราคนตายมีมาก แต่ต่อมาจนปัจจุบันอัตรานั้นได้ลดน้อยลงไป
ทั้งนี้เพราะกินอาหารดีขึ้น มีที่อยู่อาศัย และน้ำบริโภคดีขึ้น เช่น น้ำประปาก็ต้องใช้ความรู้ของวิชาเคมีทำให้บริสุทธิ์
โดยฆ่าเชื่อโรคด้วย CI2 ทำให้ฟันแข็งโดยเติมฟลูออไรด์ลงไปในน้ำดื่ม
นอกจากนี้ยังมียาใหม่ๆ ที่ใช้เป็นผลดีเป็นอันมาก เช่น ยาปฏิชีวนะ ยาพวกซัลฟา ยาสำหรับฆ่าเชื้อโรค
การต้นพบยาชา (Anaesthetic) ช่วยให้ศัลยกรรมเป็นผลดียิ่งขึ้น
การพบคลอโรฟอร์มโคเคน ก๊าซหัวเราะ อีเทอร์ (ซึ่งเป็นยาชา)
ได้ช่วยชีวิตและบรรเทาความปวดทรมานของคนไข้ไว้เป็นอันมาก, 4.
ที่อยู่อาศัย และเครื่องใช้ มีไม้ขีดไฟที่ใช้อยู่ในปัจจุบันนี้ สบู่
หม้อ เครื่องภาชนะ เครื่องใช้ไม้สอยที่ทำด้วยโลหะ และปลาสติก ก๊าซถ่านหิน รถยนต์ น้ำมัน
ผงซักฟอก เครื่องก่อสร้าง เช่น เหล็ก เหล็กกล้า Stainless Steel (Fe + Cr) อะลูมิเนียม ซีเมนต์ คอนกรีต กระจกแตกไม่บาด (Nonsplintered glass)
ข้อเสียในเครื่องยนต์ก็ใช้ทำด้วย Alloy ของเหล็ก
(เหล็กผสมกับมังกานีส), 5) การสังเคราะห์ใช้เทียมของจริง ยางเทียม ไหมเทียม การบูร ยาควินนิน ยารักษาโรค
แกรฟไฟต์ ล้วนแต่เป็นผลิตภัณฑ์ ซึ่งทำขึ้นโดยอาศัยวิทยาศาสตร์ทั้งนั้น และ6)
เครื่องอำนวยความบันเทิง เช่น ภาพยนต์ โทรทัศน์ การถ่ายรูป เป็นต้น เกิดมีขึ้นได้เพราะวิทยาศาสตร์
วิชาเคมีสอนให้รู้จักการถ่ายรูป วิทยุนั้นก็อาศัยความรู้จากวิทยาศาสตร์กระดาษ หนังสือ
ฟุตบอล ลูกเทนนิส ลูกปิงปอง เป็นต้น ล้วนแต่เป็นผลิตพันธุ์ขึ้นมาได้โดยอาศัยมาจากวิทยาศาสตร์ทั้งนั้น(17)
เสริมพล รัตสุข ได้กล่าวถึงความจำเป็น
และเหตุผลที่มนุษย์จำเป็นที่จะต้องนำวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีมาใช้ คือ 1.
มีความต้องการที่จะแก้ปัญหาในการดำรงชีวิตประจำวันหรือปัญหาในด้านการประกอบอาชีพ
ทั้งนี้ เพื่อปรับปรุงยกระดับฐานะความเป็นอยู่หรือเพื่อแสวงหากำไรในการค้าตัวอย่าง
เช่น เจ้าของโรงงานสนใจที่จะนำเทคโนโลยีใหม่เข้ามาใช้ เพื่อลดต้นทุนการผลิต และลดปัญหาสิ่งแวดล้อม
ชาวนาสนใจที่จะนำก๊าซชีวภาพมาใช้เพราะต้องการทุ่นเวลาในการไปหาฟืนชาวนาสนใจที่จะใช้รถไถนาเอนกประสงค์เพราะต้องการเพิ่มผลผลิต
เป็นต้น, 2. เล็งเห็นโอกาสในการลงทุน (investment
opportunity) เช่นคาดว่าจะมีตลาดมากสำหรับกะทิสำเร็จรูป จึงต้องการเทคโนโลยีการผลิตกะทิสำเร็จรูป,
3. เตรียมการเปลี่ยนแปลงทางเทคโนโลยี ในอนาคตคาดว่า ราคาน้ำมันที่สูงขึ้นทุกปีจะทำให้เกิดความต้องการเครื่องยนต์
ที่ขับเคลื่อนด้วยก๊าซจากถ่านหรือไม้ (wood gasifier) มากขึ้นจึงต้องการพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตก๊าซจากถ่านหรือไม้
และ4. การแข่งขันในด้านการตลาดทำให้ต้องเร่งพัฒนาเทคโนโลยี เพื่อลดต้นทุนการผลิตพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ปรับปรุงคุณภาพ(18)
ในปัจจุบันจึงกล่าวได้ว่า
วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีมีความสำคัญ และมีความจำเป็นต่อการพัฒนาในด้านต่างๆ ของประเทศ
มีขอบเขตการใช้อย่างกว้างขวาง มีผลให้ชิวิตมนุษย์ และสิ่งแวดล้อมเปลี่ยนแปลงไปจากเดิม
มนุษย์มีความเป็นอยู่ที่สุขสบายขึ้น โรคภัยลดลงหรือสามารถแก้ปัญหาได้ การเดินทาง และการติดต่อสะดวก
และรวดเร็วขึ้น การศึกษาก้าวหน้ากว่าอดีตมากมายนัก ซึ่งสิ่งเหล่านี้เป็นผลมาจากวิทยาศาสตร์
และเทคโนโลยีแทบทั้งสิ้น
โชว์วอลเตอร์ ได้กล่าวถึงคุณสมบัติของการเป็นผู้รู้วิทยาศาสตร์
(scientific literacy) ซึ่งสามารถนำมาเชื่อมโยงกับประโยชน์ของวิทยาศาสตร์
และเทคโนโลยี ดังนี้ 1. เข้าใจธรรมชาติความรู้ทางวิทยาศาสตร์,
2. สามารถนำมโนทัศน์ หลักสำคัญ กฎ และทฤษฎีที่เหมาะสมไปใช้อย่างถูกต้อง,
3. สามารถใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ในการแก้ปัญหา การตัดสินใจ
และการศึกษาเกี่ยวกับสิ่งแวดล้อมได้อย่างดี, 4. ยึดมั่นในค่านิยมที่มีรากฐานมาจากวิทยาศาสตร์,
5. เข้าใจ และซาบซึ้งในความสัมพันธ์ระหว่างวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยี
และสังคม, 6. พัฒนาความคิดที่แปลก และน่าพอใจ เกี่ยวกับสังคมได้มากว่าคนอื่น
อันเป็นผลจากการศึกษาวิทยาศาสตร์ และใฝ่ใจศึกษาอยู่ตลอดเวลา และ7. ได้พัฒนาทักษะต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการทดลอง(19)
ดังที่กล่าวมา จะเห็นได้ว่า
มีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องนำวิทยาศาสตร์มาใช้ เพื่อสร้างคนให้มีเหตุผล มีความเชื่อมั่นในตนเองมากขึ้น
เมื่อมีความเชื่อมั่นในตนเองมากขึ้น ความเชื่องมงาย ความเชื่อในโชคลาง ชะตาราศี ดวง
และเรื่องพรหมลิขิตจะจางหายไป ความลุ่มหลงในการพนัน หวังรวยทางลัด และการวิเคราะห์สภาพการณ์หรือปัญหาในชีวิตประจำวันก็จะอยู่ในแนวของเหตุ
และผล ตามหลักตรรกวิทยาศาสตร์ เป็นคุณลักษณะของพลเมืองในสังคมประชาธิปไตย เป็นสังคมที่เราทุกคนต้องการ
เป็นสังคมที่นำมา ซึ่งความมีสิทธิ เสรีภาพ อย่างมีเหตุมีผล
สรุปได้ว่า ไฟในทัศนะทางวิทยาศาสตร์มีประโยชน์ต่อมนุษย์
และมีบทบาทสำคัญต่อการพัฒนาประเทศ ผลของการศึกษาค้นคว้าทางวิทยาศาสตร์ เกี่ยวโยงกับความเจริญในด้านต่างๆ
เช่น การแพทย์ การสื่อสารคมนาคม การเกษตร การศึกษา การอุตสาหกรรม การเมือง การเศรษฐกิจ
การควบคุมไฟเพื่อนำไปใช้ประโยชน์ถือได้ว่า เป็นความสำเร็จก้าวสำคัญหนึ่งในประวัติศาสตร์ของมวลมนุษยชาติ
ตั้งแต่ การทำอาหาร การผลิตสิ่งของ การฆ่าเชื้อโรค การแปลงพลังงานเป็นงาน และการดับไฟที่ไม่พึงปรารถนา
เป็นต้น
ไฟ จึงมีประโยชน์กับมนุษย์เราอย่างมากมาย
เช่น ใช้หุงต้มอาหาร ใช้ในการให้แสงสว่างหรืออำนวยความสะดวก เพื่อให้เกิดประโยชน์ต่อชีวิตประจำวันมากมาย
อีกทั้งนำความเจริญมาสู่ประเทศชาติและโลกเราทุกวันนี้ ในขณะที่ชีวิตเราจะขาดไฟมิได้
แต่เราต้องตระหนักด้วยว่า ไฟ นั้นมิใช่เพียงแต่จะให้คุณอนันต์เท่านั้น ยังอาจให้โทษอย่างมหันต์อีกด้วย
ถ้าไฟที่เราไม่สามารถควบคุมให้อยู่ในวงจำกัด อยู่ในขอบเขตการลุกไหม้ได้ ซึ่งการลุกไหม้
และติดต่อลุกลามไปเรื่อยๆ นั้น คือ ไฟที่มีโทษอย่างมหันต์ เรียกว่า อัคคีภัย นอกจากจะแสดงให้เห็นถึงภาวะที่อาจทำให้เกิดอัคคีภัยแล้ว
ยังหมายถึงสภาพที่เพลิงอาจติดต่อลุกลาม โดยอาศัยความเป็นเชื้อเพลิงของสิ่งที่ลุกไหม้ได้กับการเอื้ออำนวยของโครงสร้างอาคารที่เกิดเพลิงไหม้และอาคารที่อยู่ใกล้เคียง
ดังนั้น อัคคีภัยจึงถือเป็นสิ่งแวดล้อมอย่างหนึ่งที่ร้ายแรง เป็นปัญหาที่เกี่ยวกับความเสียหาย
การสูญเสียชีวิต และทรัพย์สินเป็นจำนวนมากในปีหนึ่งๆ และอัคคีภัยยังมีผลทำลายทางอ้อมแก่ธุรกิจการค้า
และเศรษฐกิจ สังคมหลายๆ ประการ เช่น ผลเสียหายทางธุรกิจการค้า ผลเสียหายทางด้านร่างกาย
จิตใจของมนุษย์ และเป็นอันตรายแก่สัตว์เดรัจฉาน พร้อมทั้งสิ่งที่มีชีวิตทุกชนิด
กระบวนการเกิดไฟ
การจุดติด (Ignition) เป็นกระบวนการเริ่มการเผาไหม้ ทำให้เกิดไฟขึ้นโดยเริ่มต้นต้องมีส่วนผสมของก๊าซหรือไอระเหยไวไฟกับอากาศ
การจุดติดครั้งแรกจะเกิดขึ้นได้ต้องมีแห่งกำเนิดไฟ เช่น เปลวไฟหรือประกายไฟ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นอย่างพอเหมาะ
ส่วนผสมดังกล่าวจะเกิดการจุดติดอย่างต่อเนื่อง ซึ่งหมายถึงการลุกไหม้อย่างต่อเนื่อง(20)
กระบวนการเผาไหม้ หมายถึง
การเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันอย่างรวดเร็วของเชื้อเพลิงอันจะประกอบไปด้วย การเกิดความร้อน
และแสงสว่าง การเผาไหม้ของเชื้อเพลิงที่สมบูรณ์จะเป็นไปได้ก็ต่อเมื่อมีปริมาณออกซิเจนเติมให้อย่างเพียงพอออกซิเจน
(O2) เป็นหนึ่งในธาตุพื้นฐานของโลกซึ่งมีปริมาณถึง
20.9% ของอากาศทั้งหมดของเรา การเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันอย่างรวดเร็วของเชื้อเพลิง
จะทำให้เกิดความร้อนในปริมาณมาก เชื้อเพลิงแข็งหรือเชื้อเพลิงเหลวจะต้องถูกเปลี่ยนให้เป็นก๊าซเสียก่อนที่จะเกิดการเผาไหม้
โดยปกติแล้วจะต้องมีการใช้ความร้อนในการเปลี่ยนของเหลวหรือของแข็งให้เป็นก๊าซ และก๊าซเชื้อเพลิงก็จะถูกเผาไหม้ในสถานะปกติ
ถ้ามีปริมารอากาศเพียงพออากาศส่วนใหญ่ จำนวน 79 เปอร์เซ็นต์ (ซึ่งไม่ใช่ออกซิเจน) คือ ไนโตรเจน และธาตุอื่นๆ อีกเล็กน้อย
ไนโตรเจนถือว่า เป็นตัวทำลาย เพื่อลดอุณหภูมิ ซึ่งจะต้องมีเพื่อให้ได้ออกซิเจนที่ต้องการเผาไนโตรเจนจะลดประสิทธิภาพของการเผาไหม้
โดยดูดความร้อนออกจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิง และทำให้ก๊าซที่ปล่องควันสลายตัว สิ่งนี้จะเป็นการลดความร้อนที่มีไว้สำหรับการถ่ายเทความร้อนโดยผ่านการแลกเปลี่ยนความร้อนที่พื้นผิวนอกจากนั้น
มันยังทำให้ปริมาตรของการเผาไหม้ เพิ่มมากขึ้นเป็นผลพลอยได้ ซึ่งจะต้องเคลื่อนที่ผ่านอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน
แล้วขึ้นไปสู่กลุ่มปล่องไฟได้เร็วขึ้น เพื่อให้มีการผสมของอากาศกับเชื้อเพลิงเพิ่มเติมไนโตรเจนยังสามารถรวมตัวกับออกซิเจน
(โดยเฉพาะเวลาที่มีอุณหภูมิเปลวไฟสูง) และทำให้เกิดออกไซด์ของไนโตรเจน
(NOX) ซึ่งเป็นมลพิษ คาร์บอนไฮโดรเจน และกำมะถัน ในเชื้อเพลิงรวมตัวกับออกซิเจนในอากาศ
แล้วก่อตัวเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ ไอน้ำ และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ โดยจะปล่อยพลังงาน 8,084 กิโลแคลอรี่ 28,922 กิโลแคลอรี่ และ2,224 กิโลแคลอรี่ ตามลำดับภายใต้เงื่อนไขที่แน่นอน คาร์บอนอาจจะรวมตัวกับออกซิเจนแล้วเกิดเป็นคาร์บอนมอนอกไซด์
ซึ่งก็จะทำให้เกิดการปล่อยพลังงานความร้อนที่น้อยกว่า (2,430 กิโลแคลอรี่ ต่อกิโลกรัมของคาร์บอน) คาร์บอนที่ถูกเผาให้กลายเป็น
O2 จะทำให้เกิดความร้อนต่อหน่วยของเชื้อเพลิงมากกว่าเมื่อเกิด
COหรือควันขึ้นมาการเกิดเปลวไฟ แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ 1. เป็นการผสมไว้ก่อนระหว่างไอระเหยของเชื้อเพลิง และอากาศ (premixed) ก่อนเกิดการจุดติด (ignition) และ2. เป็นการเคลื่อนที่ของก๊าซ ของเหลว ของแข็ง อันเนื่องจากความร้อนของอนุภาค
(ได้แก่ อะตอมหรือโมเลกุล) การลุกไหม้เกิดขึ้นที่บริเวณที่เชื้อเพลิง
และออกซิเจนผสมกัน เมื่อกระบวนการเผาไหม้กลายเป็นการลุกไหม้อย่างต่อเนื่อง โมเลกุลของเชื้อเพลิง
และออกซิเจนต้องอยู่ในภาวะกัมมันต์ (activated) ปฏิกิริยาลูกโซ่นี้จะแปรเปลี่ยนเชื้อเพลิง
และออกซิเจน เกิดเป็นสารที่ได้รับจากการเผาไหม้ซึ่งมีการปล่อยความร้อน (พลังงาน) ออกมา ซึ่งเกิดจากการทำปฏิกิริยาอนุมูลอิสระ
ทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้น และการเผาไหม้เร็วขึ้น หลังการจุดติด การลุกไหม้จะเกิดอย่างต่อเนื่อง
เชื้อเพลิงหรือออกซิเจนถูกใช้หมดไปหรือจนกว่าเปลวไฟจะดับ เชื้อเพลิงที่เป็นของเหลวหรือของแข็ง
การจุดติดครั้งแรกจะอยู่ในสถานะของก๊าซ โดยที่พลังงานความร้อนเริ่มแรกจะต้องถูกนำไปเปลี่ยนสถานะของเชื้อเพลิงแข็ง
และเหลวบางส่วนให้กลายเป็นก๊าซ ทำให้เกิดส่วนผสมของไอระเหยไวไฟ และอากาศในบริเวณใกล้ๆ
ผิวหน้าของเชื้อเพลิงนั้น สำหรับเชื้อเพลิงของเหลว กระบวนการดังกล่าวเรียกว่า การระเหย
แต่สำหรับเชื้อเพลิงของแข็งนั้นต้องมีการแตกสลายตัวทางเคมีก่อนจึงจะปล่อยไอระเหยออกมาอุณหภูมิที่ของเหลวไวไฟให้ไอระเหยที่จุดติดได้
ณ บริเวณผิวหน้าของเหลวเรียกว่า จุดวาบไฟ (flash point) หรืออาจกล่าวได้ว่า
อุณหภูมิจุดวาบไฟเป็นจุดเริ่มแรกที่เกิดการจุดติดโดยต้องอาศัยความร้อนจากภายนอก ในกาจุดติดของส่วนผสมระหว่างไอระเหย
และอากาศ ที่อยู่เหนือผิวหน้าของของเหลวนั้น อุณหภูมิที่สูงขึ้นมาอีก เรียกว่า จุดติดไฟ
ซึ่งหมายถึง อุณภูมิที่เมื่อของเหลวหรือของแข็งยังคงสามารถลุกไหม้ได้อย่างต่อเนื่องหลังจากที่ส่วนผสมระหว่างไอระเหย
และอากาศจุดติดขึ้นมาแล้ว(21)
สรุปได้ว่า ไฟ จะเกิดได้นั้น
ต้องมีกระบวนการเกิดของไฟ และกระบวนการนั้นก็เกิดจากเหตุปัจจัยทั้ง 3 อย่าง มาประชุมรวมเป็นปัจจัยแก่กัน
และกันขาดสิ่งใดสิ่งหนึ่งไปก็ไม่เกิดผลหรือไฟขึ้น ไฟนั้นมิได้เกิดแต่สิ่งหนึ่งสิ่งใดโดยตรงๆ
แต่เกิดจากเหตุปัจจัยมาประชุมปรุงแต่งกัน ถ้ามีเชื้อเพลิง
(Fuel) แต่ขาดออกซิเจน (Oxygen) ความร้อน
(Heat) ปฏิกิริยาลูกโซ่ก็ไม่เกิดขึ้นไฟก็เกิดไม่ได้ มีออกซิเจน
(Oxygen) ความร้อน (Heat) แต่ไม่มีเชื้อเพลิง ไฟก็เกิดไม่ได้
เพราะฉะนั้นการเกิดไฟต้องอาศัยเหตุ 3 อย่างมารวมกันในสภาพที่เหมาสะสมปฏิกิริยาลูกโซ่เกิดไฟเกิด
ไม่มีเชื้อเพลิง ไม่มีออกซิเจน ไม่มีความร้อน ปฏิกิริยาลูกโซ่ไม่เกิดกระบวนการเผาไหม้ที่เริ่มตั้งแต่เชื้อเพลิงที่ได้รับความร้อนก็จะติดไฟขึ้นไม่ได้แน่นอน
-------------------------------------------------------
เอกสารและสิ่งอ้างอิง
(1) ราชบัณฑิตยสถาน,
พจนานุกรมฉบับราชบัณฑิตยสถาน,
(กรุงเทพมหานคร : นานมีบุ๊คส์พับลิเคชั่นส์. 2542), หน้า 816., (2) เรื่องเดียวกัน,
หน้า 816., (3) David
V.Frank.Ph.D.John G.Little and Steve Miller, Science
Explorer : Chemical Interactions, Pearson Education
Indochina Ltd. P. 40., (4) สอ เสถบุตร,
NEWMODEL ENGLISH-THAI DICTIONARY,(กรุงเทพมหานคร : ไทยวัฒนาพานิช.2534.) หน้า 270., (5) ชาญชัย อาจินสมาจาร,
วิวัฒนาการของโลก,
(กรุงเทพมหานคร : สำนักพิมพ์อักษรวัฒนา,
มปพ), หน้า 15., (6) เรื่องเดียวกัน
หน้า 17- 20., (7) Jay M.
Pasachoff. Ph.D., Science Explorer : Astronomy, Pearson
Education Indochina Ltd. P. 56., (8) อุทัย สินธุสาร,
สารานุกรมไทย เล่มที่ 4,
(กรุงเทพมหานคร : โรงพิมพ์บำรุงนุกูลกิจ, 2518), หน้า 1302., (9) เอื้อนพร
ภู่เพ็ชร และคณะ, ความรู้เรื่องไฟ,
(กรุงเทพมหานคร : สถาบันพัฒนาการสาธารณสุขอาเซียนมหาวิทยาลัยมหิดล,
2548), หน้า 19-21., (10) งานป้องกันและบรรเทาสาธารณภัย, “อัคคีภัยป้องกันได้
ถ้าไม่ประมาท,” <http://www.koratcity.net/Rescue/Basic> (สืบค้น 20/6/2552), (11) เอื้อนพร ภู่เพ็ชร และคณะ, ความรู้เรื่องไฟ,
หน้า 6-8., (12) จุลทรรศน์ พยาฆรานนท์,
“เครื่องประทีป ชวาลา และโคมไฟโบราณ,” <http://www.thaiblades.com/forums/archive/index>
(สืบค้น 20 /6/2552)., (13) “พลังงาน+โลกร้อน,”
<http://learners.ni.th/blog/ chocolate>(สืบค้น 20 /6/2552)., (14) “ขั้นตอนการอยู่ไฟแบบโบราณ,” <http://www.ekrungthep.com/marketplace/Biz_ContentDetail>
(สืบค้น 20/6/2552), (15) สุเทพ อุสาหะ, การสอนวิทยาศาสตร์ระดับมัธยมศึกษา,
(มหาสารคาม : คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ
มหาสารคาม, 2526), หน้า 10-11., (16) ชัยวัฒน์ คุประตกุล, วิทยาศาสตร์ไทยอดีต ปัจจุบัน อนาคต,
(กรุงเทพมหานคร : นำอักษรการพิมพ์, 2528), หน้า 87-88., (17) ทองสุข พงศทัตและคณะ, วิทยาศาสตร์ทั่วไป
เล่ม 1, (กรุงเทพมหานคร : มหาวิทยาลัยรามคำแหง, 2525), หน้า 7-8., (18) เสริมพล รัตสุข, วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีกับการพัฒนาประเทศ,
(กรุงเทพมหานคร : สมาคมเทคโนโลยีที่เหมาะสม,
2526), หน้า 12., (19) Showalter,
V.M. "What is Unified Science Education?, (Programs Objectives and
Scientific Literacy : Prism II 2, 1974),
P. 1-8., (20) เอื้อมพร ภู่เพ็ชร
และคณะ, ความรู้เรื่องไฟ, หน้า 8., (21) เรื่องเดียวกัน, หน้า 8-10.
ราชบัณฑิตยสถาน, พจนานุกรมฉบับราชบัณฑิตยสถาน,
กรุงเทพมหานคร : นานมีบุ๊คส์พับลิเคชั่นส์. 2542.
สอ เสถบุตร,
NEWMODEL ENGLISH-THAI DICTIONARY,
กรุงเทพมหานคร : ไทยวัฒนา
พานิช.2534.
ชาญชัย อาจินสมาจาร.
วิวัฒนาการของโลก.
กรุงเทพมหานคร : สำนักพิมพ์อักษรวัฒนา,
มปพ.
ชัยวัฒน์ คุประตกุล.
วิทยาศาสตร์ไทยอดีต ปัจจุบัน อนาคต.
กรุงเทพมหานคร : นำอักษรการพิมพ์,
2528.
ทองสุข พงศทัตและคณะ.
วิทยาศาสตร์ทั่วไป เล่ม 1. กรุงเทพมหานคร
: มหาวิทยาลัยรามคำแหง,
2525.
สุเทพ อุสาหะ.
การสอนวิทยาศาสตร์ระดับมัธยมศึกษา.
มหาสารคาม : คณะวิทยาศาสตร์
มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ
มหาสารคาม, 2526.
เสริมพล รัตสุข.
วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีกับการพัฒนาประเทศ.
กรุงเทพมหานคร : สมาคม
เทคโนโลยีที่เหมาะสม,
2526.
อุทัย สินธุสาร.
สารานุกรมไทย เล่มที่ 4.
กรุงเทพมหานคร : โรงพิมพ์บำรุงนุกูลกิจ,
2518.
เอื้อนพร ภู่เพ็ชร และคณะ.
ความรู้เรื่องไฟ.
กรุงเทพมหานคร : สถาบันพัฒนาการสาธารณสุข
อาเซียนมหาวิทยาลัยมหิดล,
2548.
David V.Frank. Ph.D.John G. Little and Steve Miller. Science
Explorer :
Chemical
Interactions. Pearson Education Indochina Ltd.
Jay M. Pasachoff. Ph.D. Science
Explorer : Astronomy. Pearson Education
Indochina Ltd.
Showalter, V.M. "What is Unified Science Education?. Programs
Objectives and Scientific
Literacy : Prism II 2, 1974.
“ขั้นตอนการอยู่ไฟแบบโบราณ,”
http://www.ekrungthep.com/marketplace/Biz_ContentDetail>(สืบค้น 20/6/2552)
งานป้องกันและบรรเทาสาธารณภัย,
“อัคคีภัยป้องกันได้ ถ้าไม่ประมาท,”
http://www.koratcity.net/Rescue/Basic>(สืบค้น 20/6/2552)
จุลทรรศน์ พยาฆรานนท์,
“เครื่องประทีป ชวาลา และโคมไฟโบราณ,”
<http://www.thaiblades.com/forums/archive/index>(สืบค้น20/6/2552)
“พลังงาน+โลกร้อน,”
<http://learners.ni.th/blog/ chocolate> >(สืบค้น20
/6/ 2552)
