Yükseğe çıkıldıkça hava neden soğur?

Yüksek rakımlı yerlerin, dünyamızın ısı kaynağı Güneş’e daha yakın olduğuna göre sıcaklığın daha fazla olması gerekmez mi? Dahası, bulutlardaki nem havanın sıcak olmasını sağlamaz mı? O halde neden uçaklarda ısıtma sistemi bulunur? Neden dağcılar donarak ölür?

Yukarıdaki yazıyı okuyan çoğu kişi, güneş ışınlarının dünyaya çarpmak için 150 milyon km yol kat ettiğini düşünerek güneşe birkaç bin metre daha yakın olmanın bu kadar büyük bir fark yaratmayacağının farkına varacaktır. Yüksek rakımda ısının düşük olmasının nedeni, ısıyı tutacak olan ya da en azından ısının sabit kalmasını sağlayacak olan atmosferin ya da atmosferik basıncın olmamasıdır. Deniz seviyesinde atmosfer basıncı 1,00 atm’dir (standart atmosfer). Yerden beş bin metre yükseğe çıkıldığında ise basınç 0.83 atm civarındadır.  Aradaki fark yaşamsal faaliyetlerimizi yerine getirmemizi engellemez; ancak basınçta az da olsa bir değişiklik meydana gelir.

Bu küçük değişiklik bizim için olmasa da gazlar için önemlidir. Çünkü basınçtaki bir değişiklik gazlar için ısıdaki değişiklik anlamına da gelir. Şartların değişkenliği göz önünde bulundurulduğunda bu farkı gözlemlemenin iki yöntemi vardır. Basınç dış güçtür ve basınç uygulanan şeye enerji pompalar. Bu yüzden yüksek basınç etkisi altındaki gaz moleküllerinin daha az basınç etkisi altında olan gaz moleküllerine göre daha yüksek enerjiye sahip olması mümkündür. Başka bir yöntem ise; basınç azaldıkça gazın hacmi artar. Büyük bir alanda aynı gaz molekülleri varsa, birbirleriyle çok fazla sürtünmezler ve kinetik enerjileri daha büyük bir alana yayılır. Bu durumda ısı da azalır.

Düşük rakımda – özellikle şehirlerde – hava moleküllerinin birbirleriyle etkileşimi daha fazladır. Ancak yüksek rakımda hava molekülleri geniş alanda birbirlerinden bağımsız ve yalnızdır. Havada sürtünmeksizin dolanmaları için daha fazla alan vardır. Bu yüzden küçük bir alanda basınçla sıkışmazlar.

Kaynak: io9.com