Kas olete kunagi mõelnud, miks on mäe tipus külmem? Mäetippudel või mägismaal on tavaliselt jahedam õhk kui madalikel või merepinna lähedal. Mida kõrgemal on koht merepinnast, seda külmem on seal õhk. Mäe tipus peaks õhk olema soojem, sest see on päikesele lähemal. Miks on mäe tipus külmem?
Vastavalt Newtoni gravitatsiooniseadusMaa gravitatsioonijõu suurus mingis asukohas on pöördvõrdeline Maa keskpunkti ja selle asukoha vahelise kauguse ruuduga. Seega, mida kaugemal asub asukoht Maa keskpunktist, seda väiksem on Maa gravitatsioonijõud selles asukohas. Teisisõnu, mida kõrgemal asub asukoht merepinnast, seda väiksem on Maa gravitatsioonijõud selles asukohas. Seega on Maa gravitatsioonijõud merepinna lähedal või madalikul asuvas asukohas suurem kui Maa gravitatsioonijõud mägismaal või mäetipul.
Lisaks puuviljade maapinna poole kukkumisele ja inimeste tõmbamisele, et me saaksime Maa pinnal edasi hulkuda 😉, tõmbab Maa gravitatsioonijõud ka õhku, nii et õhk püsib Maa pinna lähedal. Mida suurem on Maa gravitatsioonijõud, seda rohkem õhku tõmmatakse ja vastupidi, mida väiksem on Maa gravitatsioonijõud, seda vähem õhku tõmmatakse. Maa gravitatsioonijõud merepinna lähedal asuvas kohas on suurem, seega on merepinna lähedal õhu hulk suurem. Seevastu on Maa gravitatsioonijõud mäe tipus väiksem, seega on mäe tipus õhu hulk väiksem.
Õhk koosneb gaasimolekulidest, mis liiguvad pidevalt teatud kiirusega. Igal liikuval gaasimolekulil on kineetiline energia. Mida rohkem on õhku, seda suurem on kineetiline energia. Mida kiiremini õhumolekulid liiguvad, seda suurem on kineetiline energia. Mäe tipus on vähem õhku, seega on õhu kineetiline energia madalam. Seevastu merepinna lähedal on õhku rohkem, seega on õhu kineetiline energia kõrgem.
Proovi oma käsi kokku põrgata. Mida sa tunned? Su käed on kokkupõrke ajal soojad. Kui su käed liiguvad, on neil kineetiline energia. Kineetilise energia hulk sõltub su käte kiirusest ja massist. Mida kiiremini su käed enne kokkupõrget liiguvad, seda soojemaks need kokkupõrke tagajärjel muutuvad. Seega määrab kineetilise energia hulk, kui kuuma või külma sa end tunned. Sama kehtib gaasi- või õhumolekulide kohta. Gaasimolekulidel on mass ja teatud kiirusel liikudes on neil kineetiline energia. Kineetilise energia hulk määrab, kui palju soojust gaasimolekulide kokkupõrkes tekib.
Mäetipul asuval õhul on väiksem kineetiline energia, seega on gaasimolekulide kokkupõrkes tekkiv soojus samuti minimaalne. Seevastu merepinna lähedal asuval õhul on suurem kineetiline energia, seega on gaasimolekulide kokkupõrkes tekkiv soojus samuti suurem. Lisaks, kui gaasimolekulide arv on väike, on ka kokkupõrke tõenäosus väike. Kui gaasimolekulide arv on suur, on ka kokkupõrke tõenäosus suurem. Molekulidevaheliste kokkupõrgete arv määrab ka tekkiva soojuse hulga.
