Màu của khói do cỡ và loại hạt lơ lửng trong đó quyết định. Khói đen là muội than của cháy thiếu ôxi, thường từ dầu, nhựa, cao su. Khói trắng phần lớn là giọt nước và hạt nhỏ ngưng tụ, hay gặp khi vật cháy còn ẩm hoặc lửa đang bị dập. Khói xanh lơ là hạt cực nhỏ tán xạ ánh sáng xanh mạnh hơn ánh đỏ, cùng lý do khiến trời có màu xanh.
Trước khi đọc tiếp: khi thấy khói từ một đám cháy thật, việc duy nhất cần làm là thoát ra, gọi 114 và tránh xa. Khói giết người nhiều hơn lửa. Kiến thức trong bài để hiểu chuyện thường ngày, không phải để đứng lại "đọc khói".
Thấy nó ở đâu
Khói có mặt quanh ta nhiều hơn ta tưởng. Đốt rơm rạ ngoài đồng sau gặt: khói trắng đục, cuộn dày, lan là là trên mặt ruộng lúc chiều. Bếp củi: khói xám xanh bay qua mái bếp. Xe tải cũ tăng ga: một cột khói đen phụt ra. Nhang trên bàn thờ: sợi khói xanh lơ mảnh, lên một đoạn rồi tự nhiên xoắn, toả. Một người hút thuốc: khói bốc từ đầu điếu thuốc hơi xanh, nhưng khói họ thở ra lại trắng.
Chỉ riêng chi tiết cuối cũng đủ cho thấy màu khói không phải "màu của chất", mà phụ thuộc hạt to hay nhỏ.
Khói là gì
Khói là không khí có lẫn vô số hạt rắn và giọt lỏng rất nhỏ — từ vài phần trăm micromét đến vài micromét (một micromét là một phần nghìn milimét). Các hạt ấy gồm muội cacbon, giọt nhựa và hắc ín ngưng tụ, giọt nước, tro bay. Khí sinh ra khi cháy như CO₂, CO, hơi nước nóng thì vô hình; thứ ta gọi là khói là phần hạt.
Mắt thấy được khói vì các hạt ấy chặn và hắt ánh sáng đi các hướng — gọi là tán xạ. Mà cách hạt tán xạ ánh sáng lại phụ thuộc mạnh vào cỡ hạt.
Vì sao có khói đen, khói trắng, khói xanh
Khói đen: muội hấp thụ mọi màu
Muội cacbon hấp thụ gần như mọi màu ánh sáng chiếu vào, nên trông đen. Muội nhiều khi nhiên liệu giàu cacbon cháy thiếu ôxi: dầu diesel, xăng, nhựa, cao su, xốp. Lốp xe cháy cho khói đen đặc là vì vậy. Trong nhà, một đám cháy đang lớn mà cửa kín, thiếu không khí, cũng chuyển sang khói đen dày — và khói ấy còn chứa nhiều khí độc chưa cháy hết.
Khói trắng: giọt to tán xạ đều mọi màu
Khi hạt to cỡ bước sóng ánh sáng trở lên (cỡ micromét), chúng tán xạ mọi màu gần như đều nhau, nên khói trông trắng, giống mây và sương mù. Rơm rạ ướt, củi tươi, lá cây nhả rất nhiều hơi nước cùng hơi nhựa, gặp không khí mát thì ngưng thành giọt — khói trắng đục. Khi lính cứu hoả xịt nước vào lửa, cột "khói" trắng bốc lên phần lớn là hơi nước ngưng tụ.
Khói xanh: hạt nhỏ ưu ái ánh xanh
Hạt nhỏ hơn bước sóng ánh sáng nhiều lần tán xạ ánh xanh mạnh hơn ánh đỏ — cùng cơ chế làm bầu trời xanh. Khói nhang, khói từ đầu điếu thuốc, khói bếp củi mới bốc lên có nhiều hạt cực nhỏ, nên trông xanh lơ khi nhìn trên nền tối. Khói thở ra từ phổi thì khác: các hạt đã hút ẩm, lớn lên, cụm lại, nên chuyển sang trắng.
Một chi tiết đẹp được Marcel Minnaert ghi trong cuốn Light and Color in the Outdoors: cùng một làn khói bếp, nhìn trên nền rừng tối thì xanh, nhìn trên nền trời sáng thì vàng nâu. Trên nền tối, ta thấy ánh sáng bị khói hắt sang ngang, giàu màu xanh. Trên nền sáng, ta thấy ánh sáng xuyên qua khói, đã bị lọc bớt màu xanh, còn lại ngả vàng đỏ.
Bảng đối chiếu: màu khói thường gặp
| Màu khói | Hạt chủ yếu | Hay gặp ở | Gợi ý gì (chỉ để hiểu, không để đánh giá đám cháy) |
|---|---|---|---|
| Trắng đục, dày | Giọt nước, giọt nhựa to | Rơm ướt, lá tươi, lửa đang bị dập | Vật cháy ẩm, nhiều hơi nước |
| Xám | Lẫn giọt nước và muội | Củi khô, giấy, đồ gỗ | Cháy hỗn hợp |
| Đen đặc | Muội cacbon | Dầu, nhựa, cao su, xe chạy dầu | Thiếu ôxi, nhiên liệu giàu cacbon, nhiều khí độc |
| Xanh lơ mảnh | Hạt rất nhỏ | Nhang, đầu điếu thuốc, khói bếp mới bốc | Cháy âm ỉ, hạt chưa kịp lớn |
| Vàng nâu | Hạt hữu cơ, đôi khi khí màu | Khói nhìn trên nền trời sáng; một số đám cháy hoá chất | Có thể chứa chất độc, tránh xa |
Khói xe máy, ô tô
Ống xả cũng kể chuyện. Sáng sớm trời lạnh, khói trắng mỏng tan ngay là hơi nước ngưng tụ, bình thường. Khói xanh lơ kèm mùi khét thường do dầu nhớt lọt vào buồng đốt. Khói đen ở xe chạy dầu là do phun nhiên liệu dư, đốt không hết. Khói trắng dày, kéo dài, mùi ngọt có thể do nước làm mát lọt vào máy. Gặp các dấu hiệu bất thường thì đưa xe đi kiểm tra.
Vì sao khói đôi khi bò sát đất, đôi khi bốc thẳng
Khói nóng thì nhẹ, bốc lên. Nhưng nó nguội rất nhanh khi trộn với không khí. Chiều tối ở đồng quê, mặt đất nguội đi làm lớp không khí sát đất lạnh hơn lớp bên trên — lớp nghịch nhiệt. Khói đốt rơm lên tới đó thì không lên được nữa, toả ngang thành dải dài trên ruộng. Đó là lý do khói đồng hay "đọng" lúc chiều và sáng sớm, làm cay mắt cả xóm, còn giữa trưa nắng thì bốc cao và tan nhanh.
Sợi khói nhang thì lên thẳng một đoạn rồi đột ngột xoắn, toả. Đoạn thẳng là dòng chảy êm (chảy tầng); khi tốc độ và độ dài tăng đủ, dòng chảy mất ổn định, chuyển sang rối. Hiện tượng chuyển từ chảy tầng sang chảy rối ấy cũng gặp ở dòng nước từ vòi và dòng khí trên ngọn nến.
Hiểu lầm thường gặp
- "Khói trắng là vô hại." Không đúng. Khói đốt rơm rạ, khói đốt rác chứa bụi mịn, CO và nhiều chất gây hại cho phổi. Màu chỉ nói về cỡ hạt, không nói về độc tính.
- "Thấy khói đen mới cần lo." Khí độc nhất trong đám cháy như CO và các khí từ nhựa cháy đều vô hình. Khói nào cũng có thể giết người trong phòng kín.
- "Người ta nhìn khói là biết cháy gì, cháy đến đâu." Lính cứu hoả được huấn luyện đọc khói qua nhiều yếu tố cùng lúc (lượng, tốc độ, độ dày, màu) và có trang bị bảo hộ. Người thường không có trang bị không nên đứng lại quan sát.
- "Cúi thấp khi có khói là vì khói nặng." Khói nóng bốc lên trần trước, nên lớp không khí sát sàn sạch và mát hơn trong những phút đầu. Vì vậy khi thoát hiểm phải cúi thấp, bò sát sàn, che mũi miệng.
Tự quan sát / tự thử an toàn
- Khói nhang trên hai nền. Thắp một nén nhang ở chỗ thoáng, xa rèm, có người lớn. Đặt sau nó một tấm bìa đen: khói hơi xanh. Đổi sang nhìn khói ngược về phía cửa sổ sáng: khói ngả vàng xám. Bạn vừa lặp lại quan sát của Minnaert.
- Tìm điểm chuyển sang rối. Khi phòng không có gió, đo bằng mắt xem sợi khói nhang đi thẳng được bao xa trước khi xoắn. Mở hé cửa, khoảng cách ấy ngắn lại.
- Theo dõi khói đồng. Mùa gặt, chụp ảnh cùng một cánh đồng lúc chiều muộn và giữa trưa. Buổi chiều khói thường trải ngang, giữa trưa bốc cao — dấu hiệu của lớp không khí lạnh sát đất.
- Bài tập thoát hiểm. Thay vì thử với khói, hãy cùng cả nhà vẽ sơ đồ hai lối thoát của mỗi phòng, thống nhất điểm tập trung ngoài nhà, kiểm tra đầu báo khói nếu có. Đây là "thí nghiệm" quan trọng nhất của bài.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao có khói màu đen và khói màu trắng?
Khói đen chứa nhiều muội cacbon, thứ hấp thụ gần hết ánh sáng; nó sinh ra khi dầu, nhựa, cao su cháy thiếu ôxi. Khói trắng chủ yếu là giọt nước và giọt nhựa đủ to để tán xạ đều mọi màu, hay gặp khi vật cháy còn ẩm. Màu khói nói về cỡ và loại hạt, không cho biết khói độc hay không.
Vì sao khói nhang có màu xanh?
Khói nhang có nhiều hạt cực nhỏ, nhỏ hơn bước sóng ánh sáng. Hạt nhỏ như vậy tán xạ ánh xanh mạnh hơn ánh đỏ, giống như không khí làm bầu trời xanh. Nhìn trên nền tối thì thấy xanh rõ, trên nền sáng lại ngả vàng.
Khói xe máy màu trắng có sao không?
Khói trắng mỏng lúc sáng lạnh, tan ngay là hơi nước ngưng tụ, bình thường. Khói trắng dày, kéo dài hoặc có mùi lạ, và khói xanh có mùi khét, là dấu hiệu máy có vấn đề. Nên mang xe đi kiểm tra.
Khi có cháy trong nhà nên làm gì với khói?
Thoát ra ngay theo lối gần nhất, cúi thấp hoặc bò sát sàn vì lớp không khí dưới thấp sạch hơn, che mũi miệng bằng khăn. Không quay lại lấy đồ, không đứng nhìn khói. Ra ngoài rồi gọi 114.
Vì sao khói đốt rơm hay là là sát mặt ruộng lúc chiều?
Chiều tối mặt đất nguội nhanh, lớp không khí sát đất lạnh hơn lớp bên trên. Khói nguội dần, không bốc qua được ranh giới đó nên toả ngang thành dải. Giữa trưa nắng nóng, không khí đối lưu mạnh, khói bốc cao và tan nhanh hơn.
