Вы когда-нибудь задумывались, почему на вершине горы холоднее? Горные вершины или высокогорья обычно холоднее, чем воздух в низинах или на уровне моря. Чем выше место над уровнем моря, тем холоднее там воздух. Воздух на вершине горы должен быть теплее, потому что он ближе к солнцу. Почему же на вершине горы холоднее?
По словам Закон всемирного тяготения НьютонаВеличина гравитационной силы Земли, действующей на определенную точку, обратно пропорциональна квадрату расстояния между центром Земли и этой точкой. Таким образом, чем дальше точка находится от центра Земли, тем меньше гравитационная сила Земли, действующая на эту точку. Другими словами, чем выше точка находится над уровнем моря, тем меньше гравитационная сила Земли, действующая на эту точку. Следовательно, гравитационная сила Земли, действующая на точку, расположенную близко к уровню моря или в низинах, больше, чем гравитационная сила Земли, действующая на возвышенность или вершину горы.
Помимо того, что земная гравитация притягивает фрукты к земле и удерживает людей на поверхности Земли 😉, она также притягивает воздух, удерживая его у поверхности. Чем больше земная гравитационная сила, тем больше воздуха притягивается; и наоборот, чем меньше земная гравитационная сила, тем меньше воздуха притягивается. В местах, расположенных близко к уровню моря, земная гравитационная сила больше, поэтому количество воздуха там больше. И наоборот, земная гравитационная сила на вершине горы меньше, поэтому количество воздуха на вершине горы меньше.
Воздух состоит из молекул газа, постоянно движущихся с определенной скоростью. Каждая движущаяся молекула газа обладает кинетической энергией. Чем больше воздуха, тем больше кинетическая энергия. Чем быстрее движутся молекулы воздуха, тем больше кинетическая энергия. На вершине горы воздуха меньше, поэтому кинетическая энергия воздуха ниже. И наоборот, у уровня моря воздуха больше, поэтому кинетическая энергия воздуха выше.
Попробуйте столкнуть руки. Что вы почувствуете? Ваши руки станут теплыми в момент столкновения. Когда руки движутся, они обладают кинетической энергией. Количество кинетической энергии зависит от скорости движения рук и их массы. Чем быстрее движутся руки перед столкновением, тем теплее они станут в результате столкновения. Таким образом, количество кинетической энергии определяет, насколько горячими или холодными вы их почувствуете. То же самое верно и для молекул газа или воздуха. Молекулы газа имеют массу, и когда они движутся с определенной скоростью, они обладают кинетической энергией. Количество кинетической энергии определяет, сколько тепла выделяется при столкновении молекул газа.
Воздух на вершине горы обладает меньшей кинетической энергией, поэтому количество тепла, выделяемого при столкновении молекул газа, также минимально. И наоборот, воздух у уровня моря обладает большей кинетической энергией, поэтому количество тепла, выделяемого при столкновении молекул газа, также больше. Кроме того, если количество молекул газа невелико, вероятность столкновения также невелика. Если количество молекул газа велико, вероятность столкновения выше. Количество столкновений между молекулами также определяет количество выделяемого тепла.
