Έχετε αναρωτηθεί ποτέ γιατί κάνει πιο κρύο στην κορυφή ενός βουνού; Οι βουνοκορφές ή τα υψίπεδα είναι συνήθως πιο δροσερά από τον αέρα στα πεδινά ή κοντά στην επιφάνεια της θάλασσας. Όσο ψηλότερα βρίσκεται ένα μέρος πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, τόσο πιο κρύος είναι ο αέρας εκεί. Ο αέρας στην κορυφή ενός βουνού θα πρέπει να είναι θερμότερος επειδή είναι πιο κοντά στον ήλιο. Γιατί κάνει πιο κρύο στην κορυφή ενός βουνού;
Σύμφωνα με τον νόμο της βαρύτητας του Νεύτωνα , το μέγεθος της βαρυτικής δύναμης της Γης σε μια τοποθεσία είναι αντιστρόφως ανάλογο με το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ του κέντρου της Γης και αυτής της τοποθεσίας. Έτσι, όσο πιο μακριά βρίσκεται μια τοποθεσία από το κέντρο της Γης, τόσο μικρότερη είναι η βαρυτική δύναμη της Γης σε αυτήν την τοποθεσία. Με άλλα λόγια, όσο υψηλότερα βρίσκεται μια τοποθεσία πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, τόσο μικρότερη είναι η βαρυτική δύναμη της Γης σε αυτήν την τοποθεσία. Έτσι, η βαρυτική δύναμη της Γης σε μια τοποθεσία κοντά στην επιφάνεια της θάλασσας ή στις πεδινές περιοχές είναι μεγαλύτερη από τη βαρυτική δύναμη της Γης σε ένα οροπέδιο ή σε μια βουνοκορφή.
Εκτός από το ότι τραβάει φρούτα για να πέσουν προς το έδαφος, τραβάει τους ανθρώπους ώστε να συνεχίσουμε να περιπλανιόμαστε στην επιφάνεια της γης 😉, η βαρυτική δύναμη της Γης τραβάει επίσης αέρα έτσι ώστε ο αέρας να παραμένει κοντά στην επιφάνεια της Γης. Όσο μεγαλύτερη είναι η βαρυτική δύναμη της Γης, τόσο περισσότερος αέρας τραβιέται, αντίστροφα, όσο μικρότερη είναι η βαρυτική δύναμη της Γης, τόσο λιγότερος αέρας τραβιέται. Η βαρυτική δύναμη της Γης σε ένα μέρος κοντά στο επίπεδο της θάλασσας είναι μεγαλύτερη, επομένως η ποσότητα του αέρα κοντά στο επίπεδο της θάλασσας είναι μεγαλύτερη. Αντίστροφα, η βαρυτική δύναμη της Γης στην κορυφή ενός βουνού είναι μικρότερη, επομένως η ποσότητα του αέρα στην κορυφή του βουνού είναι μικρότερη.
Ο αέρας αποτελείται από μόρια αερίου που κινούνται συνεχώς με μια ορισμένη ταχύτητα. Κάθε κινούμενο μόριο αερίου έχει κινητική ενέργεια. Όσο περισσότερος αέρας υπάρχει, τόσο μεγαλύτερη είναι η κινητική ενέργεια. Όσο πιο γρήγορα κινούνται τα μόρια του αέρα, τόσο μεγαλύτερη είναι η κινητική ενέργεια. Υπάρχει λιγότερος αέρας στην κορυφή ενός βουνού, επομένως η κινητική ενέργεια του αέρα είναι χαμηλότερη. Αντίθετα, υπάρχει περισσότερος αέρας κοντά στο επίπεδο της θάλασσας, επομένως η κινητική ενέργεια του αέρα είναι υψηλότερη.
Δοκιμάστε να συγκρούσετε τα χέρια σας. Τι νιώθετε; Τα χέρια σας ζεστά νιώθουν όταν συμβαίνει η σύγκρουση. Όταν τα χέρια σας κινούνται, έχουν κινητική ενέργεια. Η ποσότητα της κινητικής ενέργειας εξαρτάται από την ταχύτητα των χεριών σας και τη μάζα τους. Όσο πιο γρήγορα κινούνται τα χέρια σας πριν συγκρουστούν, τόσο πιο ζεστά θα είναι τα χέρια σας ως αποτέλεσμα της σύγκρουσης. Έτσι, η ποσότητα της κινητικής ενέργειας καθορίζει πόσο ζεστό ή κρύο νιώθετε. Το ίδιο ισχύει και για τα μόρια αερίου ή αέρα. Τα μόρια αερίου έχουν μάζα και όταν κινούνται με μια ορισμένη ταχύτητα, έχουν κινητική ενέργεια. Η ποσότητα της κινητικής ενέργειας καθορίζει πόση θερμότητα παράγεται όταν τα μόρια αερίου συγκρούονται.
Ο αέρας στην κορυφή ενός βουνού έχει λιγότερη κινητική ενέργεια, επομένως η θερμότητα που παράγεται όταν συγκρούονται τα μόρια αερίου είναι επίσης ελάχιστη. Αντίθετα, ο αέρας κοντά στη στάθμη της θάλασσας έχει μεγαλύτερη κινητική ενέργεια, επομένως η θερμότητα που παράγεται όταν συγκρούονται τα μόρια αερίου είναι επίσης μεγαλύτερη. Επιπλέον, εάν ο αριθμός των μορίων αερίου είναι μικρός, η πιθανότητα σύγκρουσης είναι επίσης μικρή. Εάν ο αριθμός των μορίων αερίου είναι μεγάλος, η πιθανότητα σύγκρουσης είναι μεγαλύτερη. Ο αριθμός των συγκρούσεων μεταξύ των μορίων καθορίζει επίσης την ποσότητα θερμότητας που παράγεται.
