Bạn đã bao giờ tự hỏi tại sao trên đỉnh núi lại lạnh hơn chưa? Đỉnh núi hay vùng cao nguyên thường lạnh hơn không khí ở vùng đồng bằng hoặc gần mực nước biển. Nơi nào càng cao so với mực nước biển thì không khí càng lạnh. Không khí trên đỉnh núi lẽ ra phải ấm hơn vì gần mặt trời hơn. Vậy tại sao trên đỉnh núi lại lạnh hơn?
Theo định luật hấp dẫn của Newton , độ lớn của lực hấp dẫn Trái Đất tác dụng lên một vị trí tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách từ tâm Trái Đất đến vị trí đó. Vì vậy, vị trí càng xa tâm Trái Đất thì lực hấp dẫn của Trái Đất tác dụng lên vị trí đó càng nhỏ. Nói cách khác, vị trí càng cao so với mực nước biển thì lực hấp dẫn của Trái Đất tác dụng lên vị trí đó càng nhỏ. Do đó, lực hấp dẫn của Trái Đất tác dụng lên một vị trí gần mực nước biển hoặc ở vùng đất thấp lớn hơn lực hấp dẫn tác dụng lên cao nguyên hoặc đỉnh núi.
Ngoài việc kéo trái cây rơi xuống đất, kéo con người để chúng ta tiếp tục di chuyển trên bề mặt trái đất 😉, lực hấp dẫn của Trái đất cũng kéo không khí để không khí ở gần bề mặt Trái đất. Lực hấp dẫn của Trái đất càng lớn, càng nhiều không khí bị kéo lên, ngược lại, lực hấp dẫn của Trái đất càng nhỏ, càng ít không khí bị kéo lên. Lực hấp dẫn của Trái đất ở nơi gần mực nước biển lớn hơn nên lượng không khí gần mực nước biển nhiều hơn. Ngược lại, lực hấp dẫn của Trái đất trên đỉnh núi nhỏ hơn nên lượng không khí trên đỉnh núi ít hơn.
Không khí được cấu tạo từ các phân tử khí luôn chuyển động với một tốc độ nhất định. Mỗi phân tử khí chuyển động đều có động năng. Lượng không khí càng nhiều, động năng càng lớn. Các phân tử không khí chuyển động càng nhanh, động năng càng lớn. Trên đỉnh núi có ít không khí hơn, vì vậy động năng của không khí ở đó thấp hơn. Ngược lại, gần mực nước biển có nhiều không khí hơn, nên động năng của không khí ở đó cao hơn.
Hãy thử va chạm hai tay của bạn. Bạn cảm thấy thế nào? Tay bạn sẽ cảm thấy ấm khi va chạm xảy ra. Khi tay bạn chuyển động, chúng có động năng. Lượng động năng phụ thuộc vào tốc độ và khối lượng của tay bạn. Tay bạn chuyển động càng nhanh trước khi va chạm, tay bạn sẽ càng ấm hơn do va chạm. Vì vậy, lượng động năng quyết định bạn cảm thấy nóng hay lạnh. Điều tương tự cũng đúng với các phân tử khí hoặc không khí. Các phân tử khí có khối lượng, và khi chúng chuyển động với một tốc độ nhất định, chúng có động năng. Lượng động năng quyết định lượng nhiệt được tạo ra khi các phân tử khí va chạm.
Không khí trên đỉnh núi có động năng thấp hơn, do đó nhiệt lượng sinh ra khi các phân tử khí va chạm cũng rất nhỏ. Ngược lại, không khí gần mực nước biển có động năng lớn hơn, nên nhiệt lượng sinh ra khi các phân tử khí va chạm cũng lớn hơn. Hơn nữa, nếu số lượng phân tử khí ít, thì xác suất va chạm cũng nhỏ. Nếu số lượng phân tử khí nhiều, thì xác suất va chạm sẽ lớn hơn. Số lượng va chạm giữa các phân tử cũng quyết định lượng nhiệt sinh ra.
