Почему дым от костра, поднимаясь вверх, быстро перестает быть видимым даже в безветренную погоду?

Потому что - диффузия. Дым - это очень мелкие частицы сажи, которые увлекаются вверх горячим воздухом. Ну, а затем начинается их рассеяние. По-научному - диффузия. Точнее - турбулентная диффузия.