تعريف: بنابر فرضيهٔ ”حرکت مولکولي“ اتم‌ها و مولکول‌هاى هر جسم در حرارتى بالاتر از صفر مطلق ۲۷۳ - درجه پيوسته در حرکت هستند. اتم‌ها سه ‌نوع حرکت متمايز دارند: دوراني، نوسانى و انتقالى که به‌طور متصل باعث برخوردهاى کم و بيش سريع و شديد مولکول‌هاى اجسام مختلف (گاز، مايع يا جامد) با هم مى‌شوند و در هر تصادم با همان زاويهٔ برخورد و با سرعتى برابر با نتيجهٔ نيروهاى تصادم‌کننده برمى‌گردند. همين نيرو است که مولد فشار است. براى ترسيم نمودارى از تعداد اين برخوردها در ذهن، مى‌توان تصور کرد ک در درجات عادى حرارت و فشار، تعداد برخوردهاى يک مولکول در ثانيه برابر با تيک‌تيک ساعت در ۷۰ سال است.

درجات تحريک

هرگاه اتم‌ها در نتيجهٔ اصطکاک، فشار، تخمير، جذب نور، برق يا به‌طور کلى جذب انرژي، ترکيب خودبه‌خود با اکسيژن، کنش و واکنش شيميائي، يا بر اثر تماس جسم گرم‌تر، تحريک شوند حرکت آنها به‌نسبت درجهٔ تحريک سريع‌تر مى‌شود. هرگاه درجهٔ تحريک کم باشد، به‌طورى‌که فقط حرکت دورانى سريع شود، ما احساس گرما نمى‌کنيم زيرا تعداد فرکانس در خارج از منطقهٔ فروسرخ است.


چنانچه تحريک به‌اندازه‌اى برسد که علاوه بر تحريک دورانى اتم‌ها، حرکت نوسانى آن‌ها نيز سريع‌تر شود، مقدار فرکانس درمنطقهٔ فروسرخ خواهد بود و انرژى حاصل‌شده همان است که در ما احساس گرما توليد مى‌کند. بنابراين، حرارت شکلى از انرژى يا نوعى از پرتوها يا امواج الکترومانيتيک است. مقدار حرارتى که سوخت‌هاى عادى توليد مى‌کنند، به ‌مقدار اکسيژن مصرفى بستگى دارد و تقريباً برابر با ۷۳/۴ کيلو کالرى براى هر ليتر اکسيژن است.

شعله

حالت نورانى اجزاءِ متشکلهٔ مولکول‌هاى گاز فشرده و بسيار تحريک‌شدهٔ سوخت است که از حالت تجزيه به‌حالت احتراق يا ترکيب با اکسيژن درگذرند. شکل و وسعت شعله تابع جهت و مسافتى است که گازهاى سوخت بايد طى کنند تا به حجم ضرورى هوا با اکسيژن برسند. هرچه اين مسافت دورتر باشد شعله درازتر مى‌شود. هرچه معبر شعله نامنظم‌تر باشد و درجهٔ حرارت بيشتر، به‌همان نسبت نيز بر شدت انتشارات افزوده مى‌شود. در سوخت‌هاى جامد درون بناها معمولاً آتش‌سوزى به‌کندى شروع مى‌شود ولى گاه به‌مرحله‌اى مى‌رسد که کليهٔ محتويات اتاق يک‌باره شعله‌ورمى‌شود. نوع، مقدار و طرز استقرار محتويات سوختنى يک اتاق با محوطه (سقف، ديوار، کف) و پرداخت داخلي، نقش به‌سزائى دارند. به هنگام آتش‌سوزي، محتويات و پوشش بدنه يا پرداخت داخلى کندسوز، فرصت بيشترى به‌دست مى‌دهند تا درگيران حادثه به واحدهاى آتش‌نشانى مراجعه يا خود آتش‌سوزى را مهار کنند، يا به‌طور سالم از مهلکه بگريزند. شعله چيزى جز گازهاى سوزان نيست. از اين‌رو، جامدات و مايعات اشتعال‌پذير براى شعله‌ورشدن بايد به گاز تبديل شوند. به اين ترتيب که در دماى معين، مقدارى از مولکول‌هاى مادهٔ جامد يا مايع به‌صورت گاز در مى‌آيند و با اکسيژن ترکيب مى‌شوند.

انتقال حرارت

حرارت از جسمى به جسم ديگر قابل اعتماد است و اين انتقال از سه‌طريق انتشار (جابه‌جائي)، تماس (هدايت)، يا پرتوافکنى (تابشي) صورت مى‌گيرد.


۱. انتقال حرارت از طريق انتشار: حرارت به‌وسيلهٔ مايع يا گاز که جريانى از توليدات احتراق (مانند کشش لولهٔ بخاري) است، انتشار مى‌يابد. اين نوع انتشار حرارت دليل اصلى پيدايش بادها است. معمولاً قريب ۷۵ درصد حرارت آتش‌سوزى را هواى محيط و گازهاى توليدى احتراق، دود مى‌کنند زيرا بر اثر حرارت زياد، کانون آتش‌سوزى داغ و در نتيجه سبک‌تر مى‌شود و با گازهاى توليدى و دود جريان صعودى پيدا مى‌کند. درجهٔ اين حرارت به‌حدى است که کليهٔ مواد و اجسام در مسير خود را داغ مى‌کند و ممکن است برخى را به درجهٔ آتش‌گيرى برساند. صعود هواى داغ موجب مى‌شود که هواى تازه از زير کشيده شود و جاى آن را بگيرد. ( عملى که موجب شدت و توسعهٔ آتش‌سوزى مى‌شود). هواى تازه نيز به‌محض حرارت ديدن، باز سبک مى‌شود و به بالا صعود مى‌کند. بنابراين عمل انتشار حرارت، به‌خودى‌خود جريان پيوسته و شديدترى پيدا مى‌کند به‌ طورى‌که در آتش‌سوزى‌هاى بزرگ، به بادهاى شديد و تنوره‌هاى وحشت‌انگيز تبديل مى‌شود؛ با خود نيم‌سوزهاى شعله‌ور را تا مسافت‌هاى دور مى‌برد و باعث ايجاد آتش‌سوزى‌هاى تازه درنقاط دور و نزديک مى‌شود. در اين طوفان‌هاى آتش، آب اثر خاموش‌کنندهٔ خود را از دست مى‌دهد، زيرا به محض برخورد با اين هواى بسيار داغ به‌سرعت بخار و با هواى داغ دور مى‌شود و هيچ‌گاه به کانون اصلى آتش‌سوزى نمى‌رسد. چنانچه اين جريان داغ، راه بالا رفتن نداشته باشد (وجود سقف) به اطراف پراکنده مى‌شود. اگر اطرف با ديوار مسدود باشد، راه پائين و طبقات زيرين را در پيش مى‌گيرد و در صورت تراکم فشار، موجب درهم شکستن شيشه‌ها مى‌شود، حالت انفجارى پيدا مى‌کند و گاه ديوارها و سقف‌ها را مى‌ترکاند.


۲. انتقال حرارات از طريق تماس: از انتقال حرکات نوسانى مولکول‌هاى بسيار تحريک‌شده به مولکول‌هاى کم‌تحرک (در فلزات) تماس حرارتى ايجاد مى‌شود. به همين ترتيب حرارت در يک جسم از نقطهٔ گرم‌تر به نقطهٔ سردتر نيز حرکت مى‌کند. دراين ‌صورت از يک اتم جسم به اتم ديگر در همان جسم جريان مى‌يابد و مانند هدايت جريان برق حرکت مى‌کند. گرچه بعضى از فلزات، مانند فولاد، بدون آنکه خود بسوزند در مقابل حرارت بسيار مقاومت مى‌کنند ممکن است بسوزانند و بر دامنهٔ آتش‌سوزى بيفزايند، زيرا بسيار هادى حرارت هستند. تير آهنى که يک سر آن زياد داغ شود درجهٔ حرارت سر ديگر آن ممکن است به‌اندازه‌اى برسد که مواد قابل احتراق در تماس را داغ کند و به‌تدريج موجب آتش‌گيرى آنها شود. انتقال حرارت از طريق هدايت سبب مى‌شود که در آتش‌سوزى‌ها حرارت از طريق ميله‌هاى فلزى در سقف پايانهٔ ساختمان‌ها از اتاقى به اتاق ديگر منتقل و سبب گسترش آتش‌سوزى شود، مگر اينکه اين ستون‌هاى فلزى از ميان ديوارهاى مقاوم در برابر آتش‌سوزى گذشته باشد.


۳. انتقال حرارت از طريق تابشى يا پرتوافکني: امواج حرارتى به‌صورت امواج الکترومانيتيک با عبور از فضا به سايراجسام در مسير خود برخورد و حرارت را به آن جسم منتقل مى‌کنند (مانند انتقال حرارت خورشيد به سيارات منظومهٔ شمسي). گذر اين پرتوها درخط مستقيم است و از خلاء بدون اتلاف مى‌گذرند. هرگاه به جسمى برخورند ممکن است جذب شوند و به‌صورت حرارت درآيند، يا ممکن است منعکس شوند و راه تازه‌اى در پيش گيرند. هرچه اجسام به منبع پرتو يا کانون آتش‌سوزى نزديک‌تر باشند پرتوهاى شديدترى دريافت مى‌کنند. براى مثال، لباس اشخاص در مجاورت نزديک کانون آتش به‌سرعت ممکن است آتش گيرد ولى در فاصلهٔ دورتر نمى‌سوزد. همين‌طور آتش‌سوزى شديد يک بنا از طريق تابش ممکن است بناى مجاور نزديک خود را نيز به آتش کشد.

پيلوت‌سوزى

حداقل شدت جسم پس از مدت زمانى است که در معرض انرژى پرتوى قرار مى‌گيرد. اين جسم بخارهاى کافى از خود متصاعد مى‌کند و اگر شعلهٔ کوچکى به آن نزديک شود آتش مى‌گيرد.

حدود اشتعال‌پذير يا قابل انفجار

اين حدود، حداقل و حداکثر تراکم بخار يا گاز در هوا است؛ در کمتر يا بيشتر از آن، درصورت تماس با آتش‌‌زنه اشتعال صورت نمى‌گيرد. حريم بين اين دو حد را براى هر نوع سوخت ”حريم انفجار“ نامند. اين حدود را به‌صورت درصد نشان مى‌دهند. هرگاه اين درجهٔ حرارت از حد معينى کمتر شود ممکن است مخلوط اشتعال‌ناپذير شود. فشار زياد نيز باعث تعريض حريم اشتعال و پائين‌آمدن درجهٔ آتش‌گيرى مى‌شود، ولى پائين آمدن درجهٔ فشار محيط، با آنکه درجهٔ شعله‌زنى را پائين مى‌آورد، ممکن است در حريم اشتعال بى‌اثر باشد. بعضى از بخارها يا گازها ممکن است در اتمسفرى به غير از هوا و اکسيژن نيز تشکيل مخلوط اشتعال‌پذير دهند (مانند هيدروژن در کلر).


شعله‌زني: نقطهٔ شعله‌زنى يک سوخت مايع، درجه‌اى است که بخارهاى مجتمع در سطح مايع به‌اندازه‌اى برسند که به محض نزديک‌شدن آتش‌زنه، فوراً شعله بزنند، ولى اين شعله آنى است و انرژى کافى براى ادامه و انتشار ندارد و در واقع دريچهٔ خطر است. نقطهٔ شعله‌زني، نقطهٔ تلافى منحنى فشار بخار سوخت موردنظر و حد پائين اشتعال‌پذيرى است.


اثر نيروى گرانش: نيروى گرانش نيز بر ميزان اشتعال‌پذيرى اثر دارد. در صورت فقدان اين نيرو، مخلوطى از گاز و هوا که در حالت عادى با حرارت کم آتش نمى‌گيرند ممکن است به‌سهولت بسوزند. حريم اشتعال نيز باريک‌تر مى‌شود.


درجهٔ آتش‌گيري: درجهٔ از حرارت است که انرژى محرکه آن اجزاءِ مولکول‌ها را از هم جدا مى‌کند. به‌عبارت ديگر، در اين درجه اجزاءِ مولکول‌هاى سوخت به‌قدرى تحريک مى‌شوند که قادر نيستند خود را از گرانش مولکولى رها کنند. درجهٔ آتش‌گيري، مرحلهٔ زودگذرى پيش از شعله و پيش از عمل اصلى احتراق يا ترکيب اجزاءِ تجزيه‌شدهٔ مولکول سوخت با اکسيژن هوا است.


منبع آتش‌زنه: براى هر نوع سوخت، شدت و مدت درجهٔ حرارت و به‌عبارت ديگر مقدار انرژى گرما بايد به‌اندازه‌اى باشد که گروهى از مولکول‌هاى سوخت معينى را تا درجهٔ آتش‌گيرى تحريک کند. اين مقدار بايد تابع درجهٔ انتشار انرژى سوخت موردنظر باشد. چنانچه آتش‌زنه صفحه‌اى داغ باشد درجهٔ حرارت آتش‌گيرى سوخت معين بالا مى‌رود، زيرا حرارت محيط بسيار کمتر از حرارت سوخت است. وقتى گروهى از مولکول‌هاى سوخت معينى به درجهٔ آتش‌گيرى رسيدند قسمتى از انرژى گرما به‌صورت تماس، نشر و تابش منتشر به مولکول‌هاى اجسام اطراف منتقل مى‌شود و به همين ترتيب کم‌کم بر دامنهٔ آتش‌سوزى مى‌افزايد.