T'has preguntat mai per què fa més fred al cim d'una muntanya? Els cims de les muntanyes o les terres altes solen ser més freds que l'aire de les terres baixes o prop del nivell del mar. Com més alt és un lloc sobre el nivell del mar, més fred és l'aire. L'aire al cim d'una muntanya hauria de ser més càlid perquè és més a prop del sol. Per què fa més fred al cim d'una muntanya?
Segons la llei de la gravetat de Newton , la magnitud de la força gravitatòria de la Terra sobre un lloc és inversament proporcional al quadrat de la distància entre el centre de la Terra i aquest lloc. Així, com més lluny estigui un lloc del centre de la Terra, més petita serà la força gravitatòria de la Terra sobre aquest lloc. En altres paraules, com més alt estigui un lloc sobre el nivell del mar, més petita serà la força gravitatòria de la Terra sobre aquest lloc. Per tant, la força gravitatòria de la Terra sobre un lloc proper al nivell del mar o a les terres baixes és més gran que la força gravitatòria de la Terra sobre un altiplà o al cim d'una muntanya.
A més d'estirar la fruita perquè caigui cap a terra, estirant els humans perquè continuem vagant per la superfície de la Terra 😉, la força gravitatòria de la Terra també estira l'aire perquè l'aire romangui a prop de la superfície de la Terra. Com més gran és la força gravitatòria de la Terra, més aire s'atrau, per contra, com més petita és la força gravitatòria de la Terra, menys aire s'atrau. La força gravitatòria de la Terra en un lloc proper al nivell del mar és més gran, de manera que la quantitat d'aire proper al nivell del mar és més gran. Per contra, la força gravitatòria de la Terra al cim d'una muntanya és més petita, de manera que la quantitat d'aire al cim de la muntanya és menor.
L'aire està compost de molècules de gas que es mouen constantment a una velocitat determinada. Cada molècula de gas en moviment té energia cinètica. Com més aire hi ha, més gran és l'energia cinètica. Com més ràpid es mouen les molècules d'aire, més gran és l'energia cinètica. Hi ha menys aire al cim d'una muntanya, de manera que l'energia cinètica de l'aire és menor. Per contra, hi ha més aire a prop del nivell del mar, de manera que l'energia cinètica de l'aire és més alta.
Prova de xocar les mans. Què sents? Les mans són calentes quan es produeix la col·lisió. Quan les mans es mouen, tenen energia cinètica. La quantitat d'energia cinètica depèn de la velocitat de les mans i de la seva massa. Com més ràpid es moguin les mans abans de xocar, més calentes estaran com a resultat de la col·lisió. Per tant, la quantitat d'energia cinètica determina la calor o el fred que sents. El mateix passa amb les molècules de gas o d'aire. Les molècules de gas tenen massa i, quan es mouen a una certa velocitat, tenen energia cinètica. La quantitat d'energia cinètica determina quanta calor es produeix quan les molècules de gas xoquen.
L'aire al cim d'una muntanya té menys energia cinètica, de manera que la calor generada quan les molècules de gas xoquen també és mínima. Per contra, l'aire prop del nivell del mar té una energia cinètica més gran, de manera que la calor generada quan les molècules de gas xoquen també és més gran. A més, si el nombre de molècules de gas és petit, la probabilitat de col·lisió també és petita. Si el nombre de molècules de gas és gran, la probabilitat de col·lisió és més gran. El nombre de col·lisions entre molècules també determina la quantitat de calor generada.
