Vai esat kādreiz domājuši, kāpēc kalna virsotnē ir aukstāks? Kalnu virsotnēs vai augstienēs parasti ir vēsāks gaiss nekā zemienēs vai jūras līmeņa tuvumā. Jo augstāka vieta atrodas virs jūras līmeņa, jo aukstāks gaiss tur. Gaisam kalna virsotnē vajadzētu būt siltākam, jo tas ir tuvāk saulei. Kāpēc kalna virsotnē ir aukstāks?
Saskaņā ar Ņūtona gravitācijas likumu Zemes gravitācijas spēka lielums uz noteiktu vietu ir apgriezti proporcionāls attāluma kvadrātam starp Zemes centru un šo vietu. Tātad, jo tālāk vieta atrodas no Zemes centra, jo mazāks ir Zemes gravitācijas spēks uz šo vietu. Citiem vārdiem sakot, jo augstāk vieta atrodas virs jūras līmeņa, jo mazāks ir Zemes gravitācijas spēks uz šo vietu. Tātad Zemes gravitācijas spēks vietā, kas atrodas tuvu jūras līmenim vai zemienē, ir lielāks nekā Zemes gravitācijas spēks uz plato vai kalna virsotnes.
Papildus augļu vilkšanai, lai tie kristu pret zemi, velk cilvēkus, lai mēs turpinātu klejot pa Zemes virsmu 😉, Zemes gravitācijas spēks arī velk gaisu, lai gaiss paliktu Zemes virsmas tuvumā. Jo lielāks Zemes gravitācijas spēks, jo vairāk gaisa tiek vilkts, un otrādi, jo mazāks Zemes gravitācijas spēks, jo mazāk gaisa tiek vilkts. Zemes gravitācijas spēks vietā pie jūras līmeņa ir lielāks, tāpēc gaisa daudzums pie jūras līmeņa ir lielāks. Un otrādi, Zemes gravitācijas spēks kalna virsotnē ir mazāks, tāpēc gaisa daudzums kalna virsotnē ir mazāks.
Gaiss sastāv no gāzes molekulām, kas pastāvīgi pārvietojas ar noteiktu ātrumu. Katrai kustīgajai gāzes molekulai piemīt kinētiskā enerģija. Jo vairāk gaisa, jo lielāka kinētiskā enerģija. Jo ātrāk gaisa molekulas pārvietojas, jo lielāka kinētiskā enerģija. Kalna virsotnē ir mazāk gaisa, tāpēc gaisa kinētiskā enerģija ir zemāka. Un otrādi, jūras līmeņa tuvumā ir vairāk gaisa, tāpēc gaisa kinētiskā enerģija ir augstāka.
Pamēģini sadurties ar rokām. Ko tu jūti? Sadursmes laikā rokas ir siltas. Kad rokas kustas, tām piemīt kinētiskā enerģija. Kinētiskās enerģijas daudzums ir atkarīgs no roku ātruma un masas. Jo ātrāk rokas kustas pirms sadursmes, jo siltākas tās būs sadursmes rezultātā. Tātad, kinētiskās enerģijas daudzums nosaka, cik karsti vai auksti tu jūties. Tas pats attiecas uz gāzes vai gaisa molekulām. Gāzes molekulām ir masa, un, kad tās pārvietojas ar noteiktu ātrumu, tām piemīt kinētiskā enerģija. Kinētiskās enerģijas daudzums nosaka, cik daudz siltuma rodas, gāzes molekulām saduroties.
Kalna virsotnē esošajam gaisam ir mazāka kinētiskā enerģija, tāpēc gāzes molekulu sadursmēs radītais siltums arī ir minimāls. Turpretī gaisam jūras līmeņa tuvumā ir lielāka kinētiskā enerģija, tāpēc gāzes molekulu sadursmēs radītais siltums arī ir lielāks. Turklāt, ja gāzes molekulu skaits ir mazs, sadursmes iespējamība ir arī maza. Ja gāzes molekulu skaits ir liels, sadursmes iespējamība ir lielāka. Sadursmju skaits starp molekulām nosaka arī radītā siltuma daudzumu.
