Czy zastanawiałeś się kiedyś, dlaczego na szczycie góry jest zimniej? Szczyty gór i wyżyny są zazwyczaj chłodniejsze niż powietrze na nizinach lub w pobliżu poziomu morza. Im wyżej nad poziomem morza znajduje się dane miejsce, tym zimniejsze jest tam powietrze. Powietrze na szczycie góry powinno być cieplejsze, ponieważ jest bliżej słońca. Dlaczego na szczycie góry jest zimniej?
Zgodnie z prawem powszechnego ciążenia Newtona , wartość siły grawitacji Ziemi działającej na dane miejsce jest odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między środkiem Ziemi a tym miejscem. Zatem im dalej dane miejsce znajduje się od środka Ziemi, tym mniejsza jest siła grawitacji Ziemi działająca na to miejsce. Innymi słowy, im wyżej nad poziomem morza znajduje się dane miejsce, tym mniejsza jest siła grawitacji Ziemi działająca na to miejsce. Zatem siła grawitacji Ziemi działająca na miejsce położone blisko poziomu morza lub na nizinach jest większa niż siła grawitacji Ziemi na płaskowyżu lub szczycie góry.
Oprócz ciągnięcia owoców, aby spadły na ziemię, ciągnięcia ludzi, abyśmy mogli dalej wędrować po powierzchni Ziemi 😉 , siła grawitacji Ziemi ciągnie również powietrze, tak aby powietrze pozostało blisko powierzchni Ziemi. Im większa siła grawitacji Ziemi, tym więcej powietrza jest ciągnięte, i odwrotnie, im mniejsza siła grawitacji Ziemi, tym mniej powietrza jest ciągnięte. Siła grawitacji Ziemi w miejscu blisko poziomu morza jest większa, więc ilość powietrza blisko poziomu morza jest większa. I odwrotnie, siła grawitacji Ziemi na szczycie góry jest mniejsza, więc ilość powietrza na szczycie góry jest mniejsza.
Powietrze składa się z cząsteczek gazu, które stale poruszają się z określoną prędkością. Każda poruszająca się cząsteczka gazu ma energię kinetyczną. Im więcej powietrza, tym większa energia kinetyczna. Im szybciej poruszają się cząsteczki powietrza, tym większa energia kinetyczna. Na szczycie góry jest mniej powietrza, więc energia kinetyczna powietrza jest niższa. I odwrotnie, bliżej poziomu morza jest więcej powietrza, więc energia kinetyczna powietrza jest wyższa.
Spróbuj zderzyć dłonie. Co czujesz? Twoje dłonie są ciepłe w momencie zderzenia. Kiedy dłonie się poruszają, mają energię kinetyczną. Ilość energii kinetycznej zależy od prędkości dłoni i ich masy. Im szybciej dłonie się poruszają przed zderzeniem, tym cieplejsze będą w wyniku zderzenia. Zatem ilość energii kinetycznej decyduje o tym, jak bardzo czujesz ciepło lub zimno. To samo dotyczy cząsteczek gazu lub powietrza. Cząsteczki gazu mają masę, a kiedy poruszają się z określoną prędkością, mają energię kinetyczną. Ilość energii kinetycznej decyduje o tym, ile ciepła jest wytwarzane podczas zderzenia cząsteczek gazu.
Powietrze na szczycie góry ma mniejszą energię kinetyczną, więc ciepło generowane podczas zderzeń cząsteczek gazu jest również minimalne. Z kolei powietrze w pobliżu poziomu morza ma większą energię kinetyczną, więc ciepło generowane podczas zderzeń cząsteczek gazu jest również większe. Co więcej, jeśli liczba cząsteczek gazu jest mała, prawdopodobieństwo zderzenia jest również małe. Jeśli liczba cząsteczek gazu jest duża, prawdopodobieństwo zderzenia jest większe. Liczba zderzeń między cząsteczkami również determinuje ilość wytworzonego ciepła.
