Har du nogensinde spekuleret over, hvorfor det er koldere på toppen af et bjerg? Bjergtoppe eller højland er normalt køligere end luften i lavlandet eller nær havets overflade. Jo højere et sted er over havets overflade, jo koldere er luften der. Luften på toppen af et bjerg burde være varmere, fordi den er tættere på solen. Hvorfor er det koldere på toppen af et bjerg?
Ifølge Newtons tyngdelov er størrelsen af Jordens tyngdekraft på et sted omvendt proportional med kvadratet af afstanden mellem Jordens centrum og det pågældende sted. Så jo længere et sted er fra Jordens centrum, desto mindre er Jordens tyngdekraft på det sted. Med andre ord, jo højere et sted er over havets overflade, desto mindre er Jordens tyngdekraft på det sted. Så Jordens tyngdekraft på et sted nær havets overflade eller i lavlandet er større end Jordens tyngdekraft på et plateau eller en bjergtop.
Udover at trække frugt ned mod jorden, trække mennesker til, så vi fortsætter med at bevæge os på jordoverfladen 😉, trækker Jordens tyngdekraft også luft til, så luften forbliver nær jordoverfladen. Jo større Jordens tyngdekraft er, desto mere luft trækkes der til. Omvendt, jo mindre Jordens tyngdekraft er, desto mindre luft trækkes der til. Jordens tyngdekraft på et sted nær havets overflade er større, så mængden af luft nær havets overflade er større. Omvendt er Jordens tyngdekraft på toppen af et bjerg mindre, så mængden af luft på toppen af bjerget er mindre.
Luft er sammensat af gasmolekyler, der konstant bevæger sig med en bestemt hastighed. Hvert gasmolekyle i bevægelse har kinetisk energi. Jo mere luft der er, desto større er den kinetiske energi. Jo hurtigere luftmolekylerne bevæger sig, desto større er den kinetiske energi. Der er mindre luft på toppen af et bjerg, så luftens kinetiske energi er lavere. Omvendt er der mere luft nær havets overflade, så luftens kinetiske energi er højere.
Prøv at kollidere med dine hænder. Hvad mærker du? Dine hænder føles varme, når kollisionen sker. Når dine hænder bevæger sig, har de kinetisk energi. Mængden af kinetisk energi afhænger af dine hænders hastighed og deres masse. Jo hurtigere dine hænder bevæger sig, før de støder sammen, jo varmere vil dine hænder være som følge af kollisionen. Så mængden af kinetisk energi bestemmer, hvor varm eller kold du føler dig. Det samme gælder for gas- eller luftmolekyler. Gasmolekyler har masse, og når de bevæger sig med en bestemt hastighed, har de kinetisk energi. Mængden af kinetisk energi bestemmer, hvor meget varme der produceres, når gasmolekyler støder sammen.
Luften på toppen af et bjerg har mindre kinetisk energi, så den varme, der genereres, når gasmolekyler støder sammen, er også minimal. Omvendt har luft nær havets overflade større kinetisk energi, så den varme, der genereres, når gasmolekyler støder sammen, er også større. Desuden, hvis antallet af gasmolekyler er lille, er chancen for en kollision også lille. Hvis antallet af gasmolekyler er stort, er chancen for en kollision større. Antallet af kollisioner mellem molekyler bestemmer også mængden af genereret varme.
