
Fyzika kouření možná zní jako kryptické označení něčeho, o čem již mnozí mají určité intuitivní ponětí. Ještě než se začnu zabývat dnešním tématem, chtěl bych říct pár slov k tomu, jak já (alespoň pro sebe) tento pojem definuji, proč se jedná o velmi komplexní téma a proč si vůbec myslím, že je důležité. Rád bych upozornil na to, že toto téma (ač by k tomu mohl vézt jeho název) není plně objektivní. Část z toho, co napíšu, je založená na pozorování a osobní zkušenosti, část na měřeních. Některé experimenty je i možné dohledat na internetu, ale bohužel neexistuje žádný zdroj, který by umožňoval data sbírat a analyzovat.
Úvod
V první řadě je důležité ujasnit si termíny — fyzikou kouření rozumím vše, co se děje s komponenty dýmky v průběhu jejího kouření. Hlavní pro nás budou následující tři “části” — zdroj tepla (téma tohoto článku), tabák a korunka. Samozřejmě se ale nejedná pouze o tyto tři věci, který celý proces ovlivňují. Roli může hrát i materiál, ze kterého je dýmka vyrobená (tepelná vodivost), její výška (ano, skutečně může hrát určitou, i když malou, roli), (ne)přítomnost difuzoru, objem vázy, množství vody ve váze, atd. A to je hlavní důvod, proč je toto téma tak komplexní, každá z těchto věcí ovlivňuje zbytek. Myslím si, že je to jeden z hlavních důvodů proč se zatím nikomu nepodařilo vytvořit fyzikální model či simulaci, která by mohla dýmku kvantifikovat. Zároveň i měření není nikdy perfektní a vždy záleží na mnoha faktorech.

Proč je toto téma důležité? I základní poznatky Vám mohou pomoci dostat z dýmky zážitek, jaký si představujete. Příkladem budiž (nám již známá) “síla” dýmky. Nikotin je složkou tabákové listu, který je zase složkou celé tabákové směsi. Jeho uvolňování je dáno zahříváním listu. Spolu s dýmem a glycerinovou párou ho vdechujeme v průběhu kouření. List se zahřívá spolu s celou směsí určitým způsobem — je tedy jasné, že záleží na tom, jakým stylem se prohřívá korunka a tabáková směs. To je ale zase dáno materiálem korunky, zdrojem a množstvím tepla, stylem nabití. Fyzika kouření nám tedy může pomoci zodpovědět otázky typu “Jakou korunku zvolit na určitý tabák?”, “Jak nabít tabák X na “sílu” Y?”, atp. i bez toho, aniž bychom měli s danou kombinací nějaké konkrétní zkušenosti.
Zdroje tepla
Jedná se tradičně o kokosové uhlí, ale můžeme se setkat i s jinými typy (bambusové, lemonwood, RZU…), může se také klidně jednat i o žehličku, ploténku, prostě cokoliv co do celého systému předává své teplo. Vzhledem k populárnosti kokosového uhlí budu předpokládat, že používáme právě je, a zaměříme se na ně v dalším textu.

Kokosové uhlí se vyrábí z kokosových skořápek jejich spálením a následným (až několikadenním) stlačením zbylých částek do dané formy (kostky, půlky, hexagonálního tvaru…). Je otázka, zda-li se používají čistě skořápky, či se do uhlí dodávají ještě nějaké chemikálie pro podporu hoření (ledek, například?). Jejich výhodou bývá poměrně vysoká teplota hoření (cca 250°C-400+°C) a delší výdrž. Například stříbrné japonské uhlí či uhlíky z lemonwood dávají žár mnohem menší a je potřeba je mnohem častěji měnit.
Teplota uhlí však nebývá stabilní. Při rozpalování je teplota větší a ještě nějakou dobu po viditelném rozpálení se může teplota hýbat, než se stabilizuje. Uhlí Blackcoco se například drží na teplotě cca 420°C, na které vydrží poměrně dlouho. Je však potřeba si uvědomit, že čím menší uhlíky jsou, a to i když si uhlí drží stabilní teplotu, přestává stačit jeho schopnost prohřívat. Je to samozřejmě logické, protože menší plocha již nestačí prohřívat větší plochu pod sebou (či vedle sebe, v případě HMS).

Druhou důležitou vlastností kokosového uhlí je také jejich “zóna prohřevu”. Ve skrze se jedná o uhél, ve kterém uhlí předává své teplo. Některé uhlíky se vyznačují tím, že hřejí pouze přímo pod sebou (výše zmiňované Blackcocos, například), některé zase hřejí ve větší zóně.
Ke zdroji tepla neodmyslitelně patří i část, která uhlí odděluje od tabákové směsi a korunky. Nejčastěji se jedná o alobal či nějakou formu HMS (Kaloud Lotus a jeho kopie, badcha, …). Její použití není nutné, nicméně teplota kokosového uhlí je příliš vysoká na to, aby s ní byla většina tabákových směsí kompatibilní (nicméně o tabáku a jeho pracovních teplotách až v dalším článku).

Alobal je tradičnější co se týká způsobu přípravy. Odděluje nám tabákovou směs v korunce od uhlí, a kupodivu i poměrně malá vrstva několika desítek mikronů teplotu od uhlí sníží na tolik, že některé tabáky zvládají i dotyk s alobalem (na rozdíl od přímého dotyku s uhlím). Alobal nám také umožňuje uhlí umístit více na hrany korunky, což nám více prohřívá její stěny, které poté své teplo předávají dále do tabákové směsi (a samozřejmě také ven, do vzduchu). Jeho výhody oproti přímému položení uhlí na tabák jsou tedy lepší prohřev korunky a zamezení okamžitému přehřátí tabákové směsi v místech dotyku s uhlím.
V případě použití alobalu je pro nás mnohem důležitější konkrétní typ uhlí, jaký používáme, než v případě HMS. Rozdílné formy uhlí mají různé způsoby a zóny prohřevu, zároveň se liší i značkou. Každý výrobce má uhlí různé kvality, a to i přes to, že se často vyrábí ve stejné továrně jako uhlí jiného výrobce. Při využití uhlí s malou zónou prohřevu si můžeme všimnout toho, že alobal začíná pod uhlíkem dostávat jinou barvu. Jako malý experiment si stačí vzít připravenou korunku s alobalem a dva uhlíky, dát je na opačné strany korunky, a na konci kouření se podívat na tabák — tabák tam, kde leželo uhlí, bude propálenější, než tam kde ne.

HMS vznikly jako způsob usnadnění přípravy korunky a zároveň také s cílem zlepšit průběh kouření, zamezit pálení a celkově rovnoměrněji prohřívat tabák i korunku. Typů HMS je několik, ale všechny fungují na podobném principu — zvětšit oddělení tabáku od žhavých uhlíků. V případě Lotusu máme také mnohé větší materiálu, který je nutné prohřát. To má své výhody i nevýhody. Mezi hlavní výhody patří to, že se celá plocha zahřívá rovnoměrně na stejnou teplotu, nehrozí nám tedy “hotspoty” jako v případě alobalu. Nevýhodou můžeme nazvat dobu prohřevu, která je vyšší, a pomalejší odezva na práci s uhlím (oklepání, výměna).
Porovnáme si alobal a Lotus. V první řadě je potřeba si uvedomit, že alobal má mnohem menší množství materiálu k prohřevu. To vede k tomu, že se zahřeje rychleji a rychleji předává teplo dále. Může být tedy agresivnější. Na druhou stranu neumí tak efektivně teplo rozdělovat po celé své ploše, a to může při využití určitého uhlí k hotspotům, místům, které se prohřívají značně více než místa kde uhlí neleží. Dále je také rozdíl v samotném hoření uhlí. Na alobalu se k uhlí dostane více kyslíku, tudíž hoří agresivněji a rychleji, proto je potřeba více práce s uhlím ať už v podobě jejich oklepávání nebo jejich výměně. Na druhou stranu u HMS je nutné kalkulovat i s tím, že má zpravidla mnohem větší tepelnou kapacitu a je nutné tepla dodat více, abychom ho dostatečně nahřáli.

Věcí, kterou jsem zatím nezmínil, je tarbuš. Jedná se v podstatě o krytku vyrobenou z určitého materiálu (tradičně plech, aktuálně i sklo, či hlína), kterou pokládáme na tácek dýmky kolem korunky a našeho zdroje tepla. Tradičně se používal hlavně jako ochrana proti větru a také pro rychlejší prohřev korunky před začátkem kouření. Tím, že korunku a uhlíky překryjeme zadržujeme v jejich okolí více tepla a prohřev korunky i tabákové směsi se zvětšuje. Dá se tedy využít zároveň jako pomocník před/při roztahávání korunky, při kouření venku na větru, nebo jako regulátor teploty v průběhu kouření. Například Ilya Romanov ho hojně využívá i při samotném kouření dýmky a ne pouze při jeho začátku a konci. Roli hraje i velikost tarbuše, menší hřeji agresivněji, vyšší rovnoměrněji.
Teplo se předává dále dvěma způsoby. Jedním z nich je prohřev pasivní. To neznamená nic víc, než samotný prohřev korunky a tabáku, když na nich leží uhlí (případně alobal/HMS). Druhý je aktivní. Když dýmku taháme, taháme vzduch nad korunkou skrz uhlí, tabák a posléze zbytek dýmky. Tady je potřeba si uvědomit, že je důležité i to, jakým způsobem taháme. Rychlé, hluboké potahy nám vzduch proženou uhlím rychleji, než se stačí ohřát. Pomalé potahy zase uhlíky více rožhaví, vzduch se více prohřeje, a tímpádem se i více prohřívá zbytek celého systému. Jsou proto vhodné například při roztahávání korunky nebo při použití menšího množství tepla. Při použití více (či žhavějšího) uhlí jsou nevhodné, protože můžou vést k přehřátí směsi. Klasické profukování se zpětným ventilkem nemá na zdroj tepla velký vliv, profukování bez ventilku (například u klasických tureckých dýmek či spíše v případě dýmky Nube) do uhlíků nažene vzduchu více, nicméně vliv jsem zatím naměřený neviděl.

Nakonec bych rád ještě zdůraznil jednu věc, kterou jsem nechával ve zbytku textu implicitní — množství tepla, které použijeme (tedy počet, velikost, výhřevnost, druh uhlí) je věc proměnná. Jak se dozvíme v dalším článku, různé tabáky mají různé ideální pracovní teploty. Zároveň má každý z nás určitý ideál, který mu vyhovuje. Je to jeden z důvodů, proč tvrdím, že práce s teplem je důležitější než způsob nabití korunky. K nabití se vrátíme až ve třetím článku, nicméně je jasné, že různé druhy nabití umožňují různou intenzitu prohřevu tabákové směsi. Alobal i HMS nám dávají možnosti jak teplo distribuovat, kolik ho použijeme je na nás. Má to samozřejmě své limitace — nemůžeme čekat, že jedna 25x25x25mm kostka uhlí prohřeje HMS na tolik, aby mohlo předávat dostatek tepla dále. Nicméně se dá docela intuitivně přemýšlet nad tím, kolik tepla v dané situaci potřebujeme.
Proč je důležitá vhodná volba zdroje tepla je víceméně jasné — upravou tepla upravujeme i průběh celé naší session. Jak jsem již zmiňoval, tabák má určitý teplotní rozsah, při kterém se dá ještě normálně kouřit. Nicméně se jedná o rozsah, ne jednu konkrétní hodnotu. A právě proto si můžeme hrát s množstvím tepla, abychom dosáhli kýženého výsledku. Je zajímavé experimentovat s různými typy uhlí a alobalem/HMS, protože výsledky se mohou právě skrz všechno výše uvedené hodně lišit. Zároveň se dá experimentovat i s využitím tarbuše, s jehož pomocí můžeme množství tepla podstatně regulovat.
Chtěl bych velice poděkovat Alexeyi Belyaevovi za pomoc s tímto tématem, naše přínosné diskuze a jeho měření.