Temperatura diminuisce come altitudine aumenta perché la pressione dell'aria è inferiore ad altitudini più elevate. Il processo da cui l'aria temperatura diminuisce a causa di una diminuzione nella pressione è chiamato raffreddamento adiabatico. Se una certa particella di aria si muove verso l'alto, la sua temperatura diminuisce anche se esso non scambiare calore con l'ambiente circostante. Se si muove indietro verso il basso, la temperatura aumenta.
Processi adiabatici
Processi adiabatici sono quei processi in cui la temperatura di un fluido cambia a causa del cambiamento nella pressione senza guadagnare o perdere qualsiasi calore dall'ambiente circostante. Tenere presente che entrambi i liquidi e gas sono tipi di fluidi, e nel mondo reale non c'è niente come un processo totalmente adiabatico. C'è sempre qualche trasferimento di calore in situazioni del mondo reale, ma molti processi, come ad esempio aria aumentano o diminuiscono nell'atmosfera, sono abbastanza vicini per essere considerato adiabatico.
Conservazione dell'energia
La prima legge della termodinamica afferma che energia non può essere creata o distrutta. Come aria sale o scende, la quantità totale di energia all'interno di esso rimane la stessa. L'area che si riempie, tuttavia, cambia anche. Ogni strato di una sfera è più grande di quella precedente. Di conseguenza, c'è più spazio per riempire più in alto nell'atmosfera. Ecco perché le perdite di carico in altitudine aumenta. Il pacchetto di aria deve fare lavoro al fine di espandere per riempire un'area più ampia. Sua energia o può mantenere la sua temperatura, che è una misura dell'energia cinetica media, o può espandersi, ma esso non può fare entrambe le cose.
Calore vs temperatura
Potrebbe sembrare contraddittorio dire che un processo adiabatico è uno in cui calore rimane costante, e poi dire che la temperatura diminuisce. In fisica, calore e temperatura sono cose diverse. Il calore è una misura dell'energia totale del movimento molecolare all'interno di un oggetto, mentre la temperatura è una misura dell'energia media di movimento all'interno dell'oggetto. Un gigantesco iceberg, ad esempio, contiene più calore di una pentola di acqua bollente, anche se la temperatura dell'acqua è superiore.
Tasso di decadenza adiabatico
Il tasso a cui l'aria riscalda o raffredda come cade o si alza è costante. In aria insatura, significato aria che ha meno acqua che può contenere, il tasso di decadenza adiabatico è uguale a 10 degrees Celsius ogni 1.000 metri, o 5,5 gradi Fahrenheit per 1.000 piedi. Questo significa che se una massa d'aria sorge a 2.000 metri, ad esempio, la temperatura diminuirà di 20 gradi Celsius, e vale il contrario se l'aria scende di 2.000 metri.