തീ

വസ്തുക്കൾ കത്തുകയെന്ന ഓക്സീകരണപ്രക്രിയ(ജ്വലനരാസക്രിയ)യെ പൊതുവേ അഗ്നി അഥവാ തീ എന്നു പറയുന്നു. ഇതു നടക്കുമ്പോൾ അത്യുന്നതതാപനിലയിലുള്ള വാതകങ്ങൾ തീവ്രമായ പ്രകാശോർജ്ജത്തോടെ പുറത്തുവരുന്നതിനെ അഗ്നിജ്വാല എന്നു പറയുന്നു. ജ്വാല ഇല്ലാതേയും വസ്തുക്കളിൽ തീ സജീവമായി നിൽക്കാം. ജ്വലിക്കപ്പെടുന്ന പദാർത്ഥത്തിനനുസരിച്ച്, അതിലെ ഘടകവസ്തുക്കൾക്കനുസരിച്ച് അഗ്നിജ്വാലയുടെ വർണവും തീവ്രതയും വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു. അതുപോലെ ജ്വലനത്തിന്റെ തീവ്രതക്കും ബഹുമുഖതക്കും വേഗത്തിനുമനുസരിച്ച് തീ ആളിക്കത്തുകയോ ശാന്തമായി ജ്വലിക്കുകയോ ചെയ്യുന്നു.

An outdoor fire using wood

The ignition and extinguishing of a pile of wood shavings

ഓക്സിജനും മറ്റുവസ്തുക്കളും തമ്മിൽ ചൂടും വെളിച്ചവും ഉളവാകുന്നവിധം ദ്രുതഗതിയിൽ നടക്കുന്ന രാസപ്രവർത്തനം എന്നും അഗ്നിയെ നിർവചിക്കാം.

അഗ്നിശമനോപകരണം, പൊടി ചീറ്റി തീ കെടുത്തുന്നത്

രസതന്ത്രം

ഫ്രഞ്ചുകാരനായ ലാവോസിയേ എന്ന രസതന്ത്രജ്ഞനാണ് 1783-ൽ ഈ രാസസംയോഗത്തെപ്പറ്റി ശാസ്ത്രീയപഠനം നടത്തിയത്. വായുവിലുള്ള പ്രധാനവാതകങ്ങളിൽ ഒന്നാണ് ഓക്സിജൻ. പല പദാർഥങ്ങളും ചൂടുപിടിക്കുമ്പോൾ ഓക്സിജനുമായി അതിവേഗം രാസപ്രവർത്തനം നടക്കാറുണ്ട്. രാസപ്രവർത്തനം തുടർന്നുകൊണ്ടുപോകുന്നതിനോ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനോ പര്യാപ്തമായ ചൂട് ഉളവാക്കുന്ന പ്രക്രിയയെ തീയ് എന്നു പറയുന്നു. ഇതിനെ ശാസ്ത്രീയമായി ജ്വലനം എന്നോ ദഹനം എന്നോ പറയാം. ദഹനത്തിന്നു വിധേയമാകാതെ അവശേഷിക്കുന്ന പദാർഥമാണ് ചാരം. ഉദ്ദേശപൂർവമായ തീയ് ഉണ്ടാക്കുന്ന പദാർഥങ്ങളെ ഇന്ധനം എന്നും, ഇന്ധനം മുഴുവൻ കത്താതെ തീയ് അമർന്നുപോകുമ്പോൾ അവശേഷിക്കുന്നതിനെ കരി എന്നും ജ്വാലയില്ലാതെത്തന്നെ തീ സജീവമായിരിക്കുന്ന ഇന്ധനഖണ്ഡങ്ങളെ കനൽ എന്നും, കത്തുന്നതുകൊണ്ടുണ്ടാകുന്ന പുകയിൽനിന്ന് അടിയുന്ന ധൂളികളെ കരിപ്പൊടി (soot) എന്നും പറയുന്നു.

അഗ്നി (തീയ്)യുണ്ടാകാനുള്ള പ്രധാന ഹേതുക്കൾ ഇന്ധനം, താപം, ഓക്സിജൻ എന്നീ "ത്രിമൂർത്തികളാണ്. ഇതിലേതെങ്കിലുമൊന്നിന്റെ അഭാവത്തിൽ (ശോഷണത്തിൽ) അഗ്നി ശമിപ്പിയ്ക്കപ്പെടും. താപം മൂലം ഇന്ധനത്തിന്റെ (മരം, കടലാസ്, വയ്ക്കോൽ, മണ്ണെണ്ണ) ഊഷ്മാവ് വർദ്ധിയ്ക്കുന്നു. ഒരു പരിധി കഴിയുമ്പോൾ ഇന്ധനത്തിൽ നിന്നുത്ഭവിയ്ക്കുന്ന ബാഷ്പം, അന്തരീക്ഷത്തിലുള്ള ഓക്സിജനുമായി കലർന്ന് അതിന്റെ ജ്വലന ഊഷ്മാവിൽ (flash point) എത്തുകയും തീയ് കത്തിപ്പിടിയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇന്ധനം മരംപോലുള്ള ഖരവസ്തുവാണെങ്കിൽ താപോർജ്ജം മൂലം അവയിലെ വൻ തന്മാത്രകൾ വിഘടിച്ച് ചെറിയ തന്മാത്രകളായി ബാഷ്പാവസ്ഥയിലെത്തുകയും മേൽ പറഞ്ഞ പ്രതിഭാസം നടക്കുകയും ചെയ്യുന്നതാണ്. അഗ്നിമൂലമുണ്ടാകുന്ന അധിക താപം വസ്തുവിന്റെ തുടർന്നുള്ള വിഘടനത്തെ എളുപ്പമാക്കുകയും അഗ്നി ശക്തമായിത്തീരുകയും ചെയ്യുന്നു. അതുകൊണ്ട് തീയ് ഒരു സ്വത്വരിത (auto accelerated) പ്രതിഭാസമായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു.

അഗ്നിയും, ജ്വാലയും പരസ്പരം ബന്ധപ്പെട്ടുകിടക്കുന്നു. ജ്വാലയിലാണ് പ്രധാനരാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ നടക്കുന്നത്. അതിലൊന്ന് ഓക്സീകരണമാണ്. തദ്വാര ലഭ്യമാകുന്ന താപംമൂലം തന്മാത്രകൾ സ്വതന്ത്രറാഡിക്കലുകളേയും (free radicals) അയോണുകളെയും ജനിപ്പിക്കുന്നു. ജ്വാലയിൽ ഇവ ദ്രുതരാസപ്രവർത്തനത്തിലേർപ്പെടുന്നു. ഈ പ്രവർത്തനങ്ങളുടെ വേഗതയും താപജനന കഴിവും അനുസരിച്ച് ജ്വാലയുടെ ഊഷ്മാവിൽ ഏറ്റക്കുറച്ചിൽ കാണിക്കും. അത്യോഷ്മാവിലുള്ള ജ്വാലകൾ നീലനിറത്തിലും മദ്ധ്യോഷ്മാവിലുള്ളവ മഞ്ഞനിറത്തിലും അതിൽ കുറഞ്ഞത് പുകയോടു കൂടിയ മഞ്ഞനിറത്തിലുമാകാം. ഊഷ്മാവസ്ഥയനുസരിച്ചും ജ്വാലയിലെ തന്മാത്രഘടനയനുസരിച്ചും പല തരംഗദൈർഘ്യം ഉള്ള വികിരണങ്ങൾ ജ്വാലയിൽ നിന്ന് പുറപ്പെടുന്നു. ജ്വാല വിവിധ നിറങ്ങളിൽ കാണപ്പെടുന്നതിനു ഇതാണ് കാരണം. ചില പ്രത്യേക രാസവസ്തുക്കൾ ജ്വാലയിൽ ചേർത്താൽ യഥേഷ്ടം അതിന്റെ നിറം മാറും (ഉദാഹരണത്തിന് ബേരിയത്തിന്റെ സംയുക്തങ്ങൾ പച്ചനിറം തരുന്നു).

ചരിത്രം

തീ കത്തുമ്പോൾ കരിയും പുകയും സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു

അതിപുരാതനകാലം മുതലേ മനുഷ്യന് അത്യന്താപേക്ഷിതമായ ഒന്നാണ് അഗ്നി. 500,000 വർഷം മുമ്പുതന്നെ പീക്കിങ് മനുഷ്യൻ എന്നു പറയപ്പെടുന്ന വർഗം തീയ് ഉപയോഗിച്ചിരുന്നതായി കണ്ടുപിടിച്ചിട്ടുണ്ട്. അഗ്നിയുടെ ഉപയോഗം കണ്ടെത്താത്ത ഒരു മനുഷ്യസംസ്കാരവും ഇന്നേവരെ അറിവായിട്ടില്ല. പ്രാചീന മനുഷ്യൻ കാട്ടുതീയിൽ നിന്നുമാണ് തീപകർന്ന് സൂക്ഷിക്കാൻ ശ്രമിച്ചത്.

ഇന്ദ്രജാലംകൊണ്ടാണ് അഗ്നിയെ ആദ്യമായി ഭൂമിയിലേക്ക് കൊണ്ടുവന്നതെന്ന് ചില പ്രാചീന കല്പിതകഥകളിൽ പരാമർശിച്ചുകാണുന്നു. രണ്ടു മരക്കഷണങ്ങൾ തമ്മിലുരച്ചു തീയുണ്ടാക്കുകയായിരുന്നു ഏറ്റവും പ്രാകൃതമായ മാർഗം. പരപ്പുള്ള ഒരു മരക്കഷണത്തിൽ തുളയിടുന്ന ഉപകരണംപോലെ (തമര്) മരക്കമ്പുവച്ച് കറക്കിയാൽ എളുപ്പത്തിൽ തീയുണ്ടാക്കാം. അരണിച്ചെടിയുടെ കമ്പുകൾ കൂട്ടിയുരച്ചും തീയുണ്ടാക്കാം. ചരിത്രാതീതകാലത്തെ അപരിഷ്കൃതജനത ഇത്തരം ഉപകരണങ്ങൾ തീയുണ്ടാക്കാൻ ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു. ഓസ്ട്രേലിയയിലെ ആദിവാസികൾ ഇമ്മാതിരിയുള്ള ഉപകരണങ്ങൾ നിർമിച്ചുപയോഗിച്ചിരുന്നു എന്നതിനു തെളിവുകളുണ്ട്. രണ്ടു കരിങ്കൽകഷണങ്ങൾ തമ്മിലുരച്ചു തീയുണ്ടാക്കുന്നതാണ് മറ്റൊരു മാർഗം. കരിങ്കല്ല് ഇരുമ്പിൽ ഉരച്ചും തീയുണ്ടാക്കാമെന്ന് പില്ക്കാലത്ത് കണ്ടുപിടിക്കയുണ്ടായി. പ്രാചീന ഗോത്രങ്ങൾക്കിടയിൽ തീ കെടുത്താതെ വളരെ ബഹുമാനത്തോടെ സൂക്ഷിച്ചിരുന്നു. പിന്നീട് ആരാധനാലയങ്ങളിൽ കെടാവിളക്കുകൾ സൂക്ഷിച്ചു വന്നു. പിന്നീട് തീകല്ലുകൾ തമ്മിലുരച്ച് തീയുണ്ടാക്കാൻ തുടങ്ങി.

ഉൻമധ്യമായ കാചമോ (convex lens) അവതലദർപ്പണമോ (concave mirror) സൂര്യപ്രകാശത്തിനഭിമുഖമായി പിടിച്ച് സൂര്യരശ്മി കേന്ദ്രീകരിക്കുന്ന ബിന്ദുവിൽ പഞ്ഞി, കടലാസ് മുതലായ കത്തുന്ന പദാർഥങ്ങൾ വച്ചാൽ അവ ആദ്യം പുകയുന്നതും പിന്നീട് തീയ് പിടിക്കുന്നതും കാണാം. ഈ ജ്വലനവിദ്യ പ്രാചീന യവനൻമാർക്ക് അറിയാമായിരുന്നു. ഇപ്പോഴും ഒളിമ്പിക് മത്സരക്കളികൾക്കുള്ള വിശുദ്ധാഗ്നിശിഖ ഗ്രീസ്സിലെ ഒളിമ്പിയയിൽ വച്ചു കൊളുത്തിവരുന്നത് ഈ മാർഗ്ഗം ഉപയോഗിച്ചാണ്. ലോഹങ്ങൾ നിലവിൽ വന്നതോടെ ഇവ തമ്മിലുരസി ഉണ്ടാക്കുന്ന തീപൊരിയിൽനിന്ന് തീയുണ്ടാക്കി.

രാസവസ്തുക്കൾ ഉപയോഗിച്ച് തീയുണ്ടാക്കാൻ തുടങ്ങിയിട്ട് രണ്ട് നൂറ്റാണ്ടുകളേ ആയുള്ളു. തീപ്പെട്ടിക്കോലിനു അറ്റത്തുള്ള രാസവസ്തു ഒരു അമ്ലത്തിൽ മുക്കിയാണ്‌ ആദ്യം തീയുണ്ടാക്കിയത്. മഞ്ഞ ഫോസ്ഫറസ് കണ്ടുപിടിച്ചതോടെ എവിടെ ഉരച്ചാലും കത്തുന്ന തീപ്പെട്ടിക്കോലുകൾ ഉണ്ടാക്കാൻ തുടങ്ങി. സുരക്ഷ കുറവ് കാരണം ഇതിൻറെ നിർമ്മാണം നിർത്തലാക്കി. ഇന്നത്തെ തീപ്പെട്ടികോലുകൾ രണ്ട് ഫ്രഞ്ചുകാർ ചേർന്ന് നിർമ്മിക്കുകയും ചെയ്തു.

പ്രാചീനകാലത്ത് കെട്ടുകഥകളിലും പുരാണങ്ങളിലും പിന്നീട് തത്ത്വചിന്താപരമായ സിദ്ധാന്തങ്ങളിലും സാഹിത്യകൃതികളിലും വിശുദ്ധിയുടെ പ്രതീകമായി അഗ്നി പ്രകീർത്തിതമായിട്ടുണ്ട്. മണ്ണ്, വായു, ജലം, അഗ്നി എന്നീ നാലു മൂലകങ്ങൾകൊണ്ടാണ് പ്രപഞ്ചം സൃഷ്ടിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നതെന്നു ഗ്രീക്കുകാർ വിശ്വസിച്ചിരുന്നതായി കരുതപ്പെടുന്നു. ഇന്ത്യയിൽ പ്രാചീന കാലത്ത് പഞ്ചഭൂതങ്ങളിൽ ഒന്നായി അഗ്നിയെ കണക്കാക്കിയിരുന്നു. അതുപോലുള്ള മറ്റുരാജ്യങ്ങളിലും ഈ വിശ്വാസം വ്യാപിച്ചു. മനുഷ്യസംസ്കാരവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട മന്ത്രവാദം, മതം, തുടങ്ങിയ വിശ്വാസമണ്ഡലങ്ങളിലെന്നല്ല ശാസ്ത്രരംഗത്തും അഗ്നിക്ക് അനിഷേധ്യമായ പ്രാധാന്യം ലഭിച്ചിട്ടുണ്ട്.

സൂര്യൻ ഒരു അഗ്നികുണ്ഡമാണെന്ന് മനുഷ്യൻ വിശ്വസിച്ചിരുന്നു. സൂര്യനിൽനിന്നാണ് എല്ലാ ഊർജവും ഭൂമിക്കു ലഭിക്കുന്നതെന്ന ശാസ്ത്രതത്ത്വം ഇന്നു പരക്കെ അംഗീകരിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. എന്നാൽ സൂര്യൻ തന്നെ അഗ്നിയാണ് എന്ന സങ്കല്പം അശാസ്ത്രീയമാണ്. സൂര്യനിൽനിന്നു ഭൂമിയിലേയും മറ്റും പദാർഥങ്ങൾ ആർജിച്ചുവച്ചിട്ടുള്ള ഊർജ്ജം ഓക്സീകരണം (oxidation) എന്ന രാസപ്രക്രിയയിലൂടെ മോചിക്കപ്പെടുകയും അഗ്നിയുണ്ടാകയും ചെയ്യുന്നു എന്നതാണ് വാസ്തവം. തീപ്പെട്ടിയിൽ, പ്രധാനമായി പൊട്ടാസ്യംക്ളോറേറ്റ്, കത്തുന്ന പദാർഥങ്ങളുമായി ഉരസുമ്പോഴാണ് ഓക്സീകരണം നടക്കുകയും തീയ് ഉണ്ടാകുകയും ചെയ്യുന്നത്.

തീപ്പെട്ടിക്കോൽ

ഇന്നത്തെ തീപ്പെട്ടിക്കോലിൻറെ അറ്റത്ത് ഗന്ധകവും പൊട്ടാസ്യം ക്ലോറേറ്റും ചേർന്ന മിശ്രിതമാണ്‌. പെട്ടിയുടെ വശങ്ങളിൽ ചുവന്ന ഫോസ്ഫറസും ഉണ്ട്.

അഗ്നിശമനവും പ്രതിരോധവും

കെട്ടിടങ്ങൾക്ക് തീ പിടിക്കുമ്പോൾ

അനിയന്ത്രിതമായ അഗ്നിബാധ തടയുന്നതിനായി മിക്ക വികസിത പ്രദേശങ്ങളിലും അഗ്നിശമന സേവനങ്ങൾ ലഭ്യമാക്കുന്നു. അഗ്നിശമന ഉപകരണങ്ങൾ, ജലവിതരണ സ്രോതസ്സുകൾ, തുടങ്ങിയവ ഉപയോഗിച്ച് പരിശീലനം സിദ്ധിച്ച അഗ്നിശമനസേനാനികളാണ് ഇത് ചെയ്യുന്നത്.