Elgondolkodtál már azon, hogy miért hidegebb van egy hegytetőn? A hegycsúcsok vagy a magaslatok általában hűvösebbek, mint az alföldön vagy a tengerszint közelében lévő területeken a levegő. Minél magasabban van egy hely a tengerszint felett, annál hidegebb a levegő ott. A hegytetőn a levegőnek melegebbnek kellene lennie, mert közelebb van a Naphoz. Miért hidegebb egy hegytetőn?
Newton gravitációs törvénye szerint a Föld gravitációs erejének nagysága egy adott helyre fordítottan arányos a Föld középpontja és az adott hely közötti távolság négyzetével. Tehát minél távolabb van egy hely a Föld középpontjától, annál kisebb a Föld gravitációs ereje ezen a helyen. Más szóval, minél magasabban van egy hely a tengerszint felett, annál kisebb a Föld gravitációs ereje ezen a helyen. Tehát a Föld gravitációs ereje egy tengerszinthez közeli helyen vagy az alföldön nagyobb, mint a Föld gravitációs ereje egy fennsíkon vagy egy hegycsúcson.
Amellett, hogy a gyümölcsöket a föld felé húzza, és az embereket is vonzza, hogy továbbra is a Föld felszínén barangoljunk 😉, a Föld gravitációs ereje a levegőt is húzza, így az a Föld felszíne közelében marad. Minél nagyobb a Föld gravitációs ereje, annál több levegőt vonz magához, fordítva, minél kisebb a Föld gravitációs ereje, annál kevesebb levegőt vonz magához. A Föld gravitációs ereje a tengerszint közelében lévő helyen nagyobb, így a tengerszint közelében lévő levegő mennyisége is nagyobb. Fordítva, egy hegy tetején a Föld gravitációs ereje kisebb, így a hegy tetején lévő levegő mennyisége is kisebb.
A levegő gázmolekulákból áll, amelyek folyamatosan mozognak egy bizonyos sebességgel. Minden mozgó gázmolekulának van mozgási energiája. Minél több a levegő, annál nagyobb a mozgási energia. Minél gyorsabban mozognak a levegőmolekulák, annál nagyobb a mozgási energia. Egy hegy tetején kevesebb a levegő, ezért a levegő mozgási energiája alacsonyabb. Fordítva, a tengerszint közelében több a levegő, ezért a levegő mozgási energiája magasabb.
Próbáld meg ütköztetni a kezeidet. Mit érzel? A kezeid melegnek érzed az ütközéskor. Amikor a kezeid mozognak, mozgási energiával rendelkeznek. A mozgási energia mennyisége a kezeid sebességétől és tömegétől függ. Minél gyorsabban mozognak a kezeid az ütközés előtt, annál melegebbek lesznek az ütközés következtében. Tehát a mozgási energia mennyisége határozza meg, hogy mennyire érzed magad melegnek vagy hidegnek. Ugyanez igaz a gáz- vagy levegőmolekulákra is. A gázmolekuláknak van tömegük, és amikor egy bizonyos sebességgel mozognak, mozgási energiájuk van. A mozgási energia mennyisége határozza meg, hogy mennyi hő keletkezik a gázmolekulák ütközésekor.
Egy hegycsúcson a levegő mozgási energiája kisebb, így a gázmolekulák ütközésekor keletkező hő is minimális. Ezzel szemben a tengerszint közelében lévő levegő mozgási energiája nagyobb, így a gázmolekulák ütközésekor keletkező hő is nagyobb. Továbbá, ha a gázmolekulák száma kicsi, az ütközés esélye is kicsi. Ha a gázmolekulák száma nagy, az ütközés esélye nagyobb. A molekulák közötti ütközések száma szintén meghatározza a keletkező hő mennyiségét.
