Você já se perguntou por que faz mais frio no topo de uma montanha? Os cumes das montanhas ou as terras altas geralmente são mais frios do que o ar nas terras baixas ou perto do nível do mar. Quanto mais alto um lugar estiver acima do nível do mar, mais frio será o ar ali. O ar no topo de uma montanha deveria ser mais quente porque está mais perto do sol. Por que faz mais frio no topo de uma montanha?
De acordo com a lei da gravitação universal de Newton , a magnitude da força gravitacional da Terra sobre um local é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre o centro da Terra e esse local. Portanto, quanto mais distante um local estiver do centro da Terra, menor será a força gravitacional terrestre sobre ele. Em outras palavras, quanto maior a altitude de um local, menor será a força gravitacional da Terra sobre ele. Assim, a força gravitacional da Terra sobre um local próximo ao nível do mar ou em uma planície é maior do que a força gravitacional da Terra sobre um planalto ou o topo de uma montanha.
Além de atrair frutas para o chão e atrair humanos para que continuemos a vagar pela superfície da Terra 😉, a força gravitacional da Terra também atrai o ar, mantendo-o próximo à superfície. Quanto maior a força gravitacional da Terra, mais ar é atraído; inversamente, quanto menor a força gravitacional, menos ar é atraído. A força gravitacional da Terra em locais próximos ao nível do mar é maior, resultando em maior quantidade de ar próximo ao nível do mar. Por outro lado, a força gravitacional da Terra no topo de uma montanha é menor, resultando em menor quantidade de ar no topo da montanha.
O ar é composto por moléculas de gás que se movem constantemente a uma determinada velocidade. Cada molécula de gás em movimento possui energia cinética. Quanto mais ar houver, maior será a energia cinética. Quanto mais rápido as moléculas de ar se moverem, maior será a energia cinética. Há menos ar no topo de uma montanha, portanto a energia cinética do ar é menor. Por outro lado, há mais ar próximo ao nível do mar, portanto a energia cinética do ar é maior.
Experimente bater as mãos uma na outra. O que você sente? Suas mãos ficam quentes quando a colisão acontece. Quando suas mãos se movem, elas possuem energia cinética. A quantidade de energia cinética depende da velocidade das suas mãos e da massa delas. Quanto mais rápido suas mãos se movem antes da colisão, mais quentes elas ficarão como resultado. Portanto, a quantidade de energia cinética determina o quão quente ou frio você sente. O mesmo acontece com as moléculas de gás ou ar. As moléculas de gás têm massa e, quando se movem a uma certa velocidade, possuem energia cinética. A quantidade de energia cinética determina a quantidade de calor produzida quando as moléculas de gás colidem.
O ar no topo de uma montanha tem menos energia cinética, portanto o calor gerado quando as moléculas de gás colidem também é mínimo. Por outro lado, o ar próximo ao nível do mar tem maior energia cinética, então o calor gerado quando as moléculas de gás colidem também é maior. Além disso, se o número de moléculas de gás for pequeno, a probabilidade de uma colisão também será pequena. Se o número de moléculas de gás for grande, a probabilidade de uma colisão será maior. O número de colisões entre as moléculas também determina a quantidade de calor gerada.
