چرا دود به سمت بالا میرود؟

چرا دود بالا میرود؟ مگر جاذبه همه چیز را به پایین نمیکشد؟

وقتی چیزی می‌سوزد، آتش فقط دود تولید نمی‌کند؛ بلکه هوای اطراف خودش را هم خیلی گرم می‌کند. هوای گرم‌شده منبسط می‌شود؛ یعنی ذرات هوا از هم فاصله بیشتری می‌گیرند و هوا فضای بیشتری اشغال می‌کند. در نتیجه، هوای گرم در مقایسه با همان مقدار هوای سرد، چگالی کمتری دارد.

حالا یک توده هوای گرم را تصور کن که وسط یک توده هوای سردتر قرار گرفته است. هوای سرد اطراف، چگالی بیشتری دارد و به دلیل جاذبه تمایل دارد پایین‌تر قرار بگیرد. در نتیجه، به توده هوای گرم فشار وارد می‌کند و آن را به سمت بالا می‌راند. به این نیروی رو به بالا نیروی شناوری می‌گوییم.

اینجا شاید سؤال اصلی پیش بیاید: «اگر جاذبه همه‌چیز را به سمت پایین می‌کشد، پس چطور هوا به سمت بالا می‌رود؟» جاذبه واقعاً روی هوا هم اثر می‌گذارد و آن را به سمت پایین می‌کشد. اما در این شرایط، نیروی شناوریِ واردشده به هوای گرم می‌تواند از اثر وزن آن بیشتر شود. بنابراین توده هوای گرم شروع می‌کند به بالا رفتن.

دودی که از آتش می‌بینیم، در کنار مقدار زیادی هوای داغ قرار دارد. وقتی این هوای داغ به سمت بالا حرکت می‌کند، ذرات دود را هم با خودش حمل می‌کند. پس دلیل اصلی بالا رفتن دود این نیست که «دود خودش سبک است»؛ بلکه دود همراه جریان هوای گرم بالا می‌رود. به همین دلیل اگر جریان هوای گرم وجود نداشته باشد، دود هم لزوماً مستقیم به سمت بالا نمی‌رود و می‌تواند با جریان‌های هوا به جهات مختلف حرکت کند.

دود وقتی از آتش دور می‌شود، کم‌کم با هوای اطراف مخلوط و خنک‌تر می‌شود. هرچه این هوای داغ بیشتر خنک شود، اختلاف چگالی آن با هوای اطراف کمتر می‌شود و در نتیجه، نیروی شناوری هم دیگر مثل قبل قوی نیست. از اینجا به بعد، باد و جریان‌های هوا نقش بیشتری پیدا می‌کنند و دود را به اطراف می‌برند و پخش می‌کنند.