Дым, поднимающийся от костра, довольно быстро рассеивается, даже если нет ветра. Почему это происходит?

Даже в совершенно безветренную погоду дым от костра не может «стоять столбом» и довольно быстро размывается в воздухе по нескольким физическим причинам.

1) Дым уносит вверх тепловой поток (конвекция)

Костёр нагревает воздух вокруг себя. Горячий воздух становится менее плотным, поэтому на него действует выталкивающая сила (как на пузырёк в воде) — он поднимается вверх. Дым — это мелкие частицы сажи, капли смол и водяной пар, которые «едут» вместе с этим восходящим потоком.

Поднимаясь, струя горячего воздуха:

• расширяется (давление с высотой падает, плюс сама струя «раздувается»);

• захватывает окружающий холодный воздух и смешивается с ним.

Из-за этого концентрация дыма падает буквально на первых метрах — визуально кажется, что он «рассеивается».

2) Смешивание идёт даже без ветра: турбулентность и завихрения

Тепловая струя от костра почти никогда не бывает идеально ровной. Она неустойчива: где-то подогрев сильнее, где-то слабее; костёр «пульсирует» из-за горения, треска, языков пламени. В струе возникают вихри, она начинает «колыхаться», закручиваться, подсасывать воздух со сторон.

Это и есть турбулентное перемешивание — оно в разы эффективнее простого «медленного» смешивания. В результате дым быстро разбавляется окружающим воздухом и становится невидимым, хотя физически частицы никуда мгновенно не исчезают.

3) Диффузия тоже работает, но она вторична

Молекулы газов и мельчайшие компоненты дыма сами по себе перемешиваются из-за теплового движения (диффузии). Однако на реальных масштабах костра диффузия слишком медленная, чтобы объяснить быстрое исчезновение видимого дыма. Основную работу делает именно конвекция + турбулентность.

4) Часть «дыма» перестаёт быть видимой

То, что мы называем дымом, часто содержит:

• водяной пар и микрокапли (аэрозоль),

• частицы сажи разного размера,

• органические пары.

По мере подъёма и смешивания:

• температура падает,

• состав меняется,

• капли могут испаряться,

• часть органических паров рассеивается и уже не образует заметных капелек/частиц,

• частицы сильно разбавляются и перестают достаточно рассеивать свет.

То есть дым может ещё быть в воздухе, но уже в слишком малой концентрации или в форме, которая хуже видна глазу.

5) Крупные частицы могут оседать, но это не главный эффект для «быстрого» рассеивания

Тяжёлые частицы действительно могут выпадать вниз под действием гравитации (оседание). Но большинство видимого дыма — это очень мелкие частицы и аэрозоль, которые оседают медленно. Быстро «исчезает» дым в основном потому, что он разбавляется и перемешивается, а не потому что весь падает на землю.

Итог: даже без ветра дым быстро рассеивается потому, что костёр создаёт восходящий поток горячего воздуха, который расширяется, становится турбулентным и интенсивно смешивается с окружающим воздухом. Концентрация частиц и капель быстро падает, и дым перестаёт быть видимым.