Почему в тихую погоду дым от костра поднимается вертикально вверх?

Задача: почему в тихую погоду дым от костра поднимается вертикально вверх? Контекст: предмет — Физика, 8 класс, цель — понять. Дадим понятное пошаговое объяснение. Ключевая идея - Горячий воздух, выделяющийся из костра, легче обычного воздуха. Когда воздух легче, он “выпрыгивает” вверх из-за bouyant (плавучести). В тихую погоду нет ветра, который бы отвел дым в сторону, поэтому направление движения задаётся собственным подъемом воздуха. Пошаговое объяснение 1) Что происходит возле костра - Огонь нагревает окружающий воздух. Горячий воздух вокруг пламени распространяется вверх и прочесывает дым. - При нагреве воздух расширяется и его плотность уменьшается: ρ_hot < ρ_окр. 2) Применение принципа Архимеда - Любой газ в более плотной среде испытывает «выталкивающую» силу со стороны окружающего более плотного воздуха. - Сила Архимеда для объема V: F_buoy = (ρ_окр − ρ_hot) · g · V. - Так как ρ_hot меньше ρ_окр, F_buoy направлена вверх. Это толкает дым вверх. 3) Роль тихой погоды - В отсутствие ветра горизонтального потока нет внешнего «толка» в сторону. - Направление движения определяется buoyant-силой, поэтому дым в основном движется вертикально вверх. 4) Что происходит по мере подъема - Дым и горячие газы быстро смешиваются с окружающим воздухом и охладевают. - По мере охлаждения плотность дымовой смеси растет и разница плотностей уменьшается, поэтому скорость подъема падает и дым постепенно распадается в окружающем воздухе. - При наличии ветра дым будет отклоняться и формировать горизонтальный столб или «шлейф» в направлении ветра. 4) Важное резюме - В тихую погоду дым поднимается вертикально потому, что горячие газы легче холодного воздуха и стремятся вверх за счёт плавучести. Ветер не мешает этому, поэтому направление движения в основном вертикальное. Если появляется ветер, направление дыма изменится в зависимости от направления ветра. Дополнитель примечания (для спокойного усвоения) - Примерная идея численно: при температуре воздуха около комнатной (приблизительно 20°C) плотность воздуха примерно 1.2 кг/м^3. Горячий воздух над костром может иметь плотность примерно в 2–3 раза меньше (в зависимости от температуры), поэтому разница плотностей значительная и подъем силен. - Это объясняет, почему дым из костра обычно поднимается вверх, а не расползается в стороны в условиях слабого ветра. Если хочешь, могу привести простую задачку-пример на расчёт силы buoyant в конкретном температурном диапазоне или показать, как изменяется скорость подъема с высотой.