क्या आपने कभी सोचा है कि पहाड़ की चोटी पर ठंड क्यों होती है? पहाड़ की चोटियाँ या ऊँचे इलाके आमतौर पर मैदानी इलाकों या समुद्र तल के पास की हवा से ठंडे होते हैं। कोई जगह समुद्र तल से जितनी ऊँची होती है, वहाँ की हवा उतनी ही ठंडी होती है। पहाड़ की चोटी पर हवा गर्म होनी चाहिए क्योंकि वह सूर्य के सबसे करीब होती है। फिर भी पहाड़ की चोटी पर ठंड क्यों होती है?
न्यूटन के गुरुत्वाकर्षण नियम के अनुसार , किसी स्थान पर पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण बल का परिमाण पृथ्वी के केंद्र और उस स्थान के बीच की दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है। अतः, कोई स्थान पृथ्वी के केंद्र से जितना दूर होगा, उस स्थान पर पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण बल उतना ही कम होगा। दूसरे शब्दों में, कोई स्थान समुद्र तल से जितना ऊपर होगा, उस स्थान पर पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण बल उतना ही कम होगा। अतः, समुद्र तल के निकट या मैदानी इलाकों में स्थित किसी स्थान पर पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण बल किसी पठार या पर्वत शिखर पर स्थित स्थान की तुलना में अधिक होता है।
फल-सब्जियों को जमीन की ओर खींचने के अलावा, और मनुष्यों को पृथ्वी की सतह पर घूमने के लिए प्रेरित करने के अलावा 😉, पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण बल हवा को भी खींचता है ताकि हवा पृथ्वी की सतह के पास बनी रहे। पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण बल जितना अधिक होता है, उतनी ही अधिक हवा खींची जाती है, इसके विपरीत, पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण बल जितना कम होता है, उतनी ही कम हवा खींची जाती है। समुद्र तल के निकट पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण बल अधिक होता है, इसलिए वहां हवा की मात्रा भी अधिक होती है। इसके विपरीत, पर्वत की चोटी पर पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण बल कम होता है, इसलिए वहां हवा की मात्रा भी कम होती है।
हवा गैस के अणुओं से बनी होती है जो लगातार एक निश्चित गति से गतिमान रहते हैं। प्रत्येक गतिमान गैस अणु में गतिज ऊर्जा होती है। हवा जितनी अधिक होगी, गतिज ऊर्जा उतनी ही अधिक होगी। हवा के अणु जितनी तेज़ी से गति करते हैं, गतिज ऊर्जा उतनी ही अधिक होती है। पहाड़ की चोटी पर हवा कम होती है, इसलिए हवा की गतिज ऊर्जा कम होती है। इसके विपरीत, समुद्र तल के पास हवा अधिक होती है, इसलिए हवा की गतिज ऊर्जा अधिक होती है।
अपने हाथों को आपस में टकराकर देखिए। आपको कैसा महसूस होता है? टकराने पर आपके हाथ गर्म हो जाते हैं। जब आपके हाथ हिलते हैं, तो उनमें गतिज ऊर्जा होती है। गतिज ऊर्जा की मात्रा आपके हाथों की गति और उनके द्रव्यमान पर निर्भर करती है। टकराने से पहले आपके हाथ जितनी तेज़ी से हिलेंगे, टकराने के बाद आपके हाथ उतने ही गर्म होंगे। इसलिए, गतिज ऊर्जा की मात्रा यह निर्धारित करती है कि आपको कितनी गर्मी या ठंड महसूस होती है। यही बात गैस या हवा के अणुओं पर भी लागू होती है। गैस के अणुओं में द्रव्यमान होता है, और जब वे एक निश्चित गति से चलते हैं, तो उनमें गतिज ऊर्जा होती है। गतिज ऊर्जा की मात्रा यह निर्धारित करती है कि गैस के अणुओं के टकराने पर कितनी ऊष्मा उत्पन्न होती है।
पहाड़ की चोटी पर हवा की गतिज ऊर्जा कम होती है, इसलिए गैस के अणुओं के टकराने पर उत्पन्न ऊष्मा भी न्यूनतम होती है। इसके विपरीत, समुद्र तल के निकट की हवा की गतिज ऊर्जा अधिक होती है, इसलिए गैस के अणुओं के टकराने पर उत्पन्न ऊष्मा भी अधिक होती है। इसके अलावा, यदि गैस के अणुओं की संख्या कम है, तो टकराव की संभावना भी कम होती है। यदि गैस के अणुओं की संख्या अधिक है, तो टकराव की संभावना अधिक होती है। अणुओं के बीच होने वाले टकरावों की संख्या भी उत्पन्न ऊष्मा की मात्रा निर्धारित करती है।
