når en luftpakke stiger, vil den begynne å ekspandere ettersom den møter mindre atmosfærisk trykk. Dette fenomenet er observerbart i hverdagen. For eksempel, hvis du tar en pose med potetgull (som i utgangspunktet er en luftpakke med litt junk food inni) til en høyere høyde, vil luften inne i posen ekspandere når det omgivende lufttrykket faller. Klippet nedenfor viser En SunChips-pose som utvides da den drives opp Til Pikes Peak I Colorado(hvor lufttrykket er ~50% lavere enn du finner havnivå).
Denne samme typen ekspansjon er observerbar, enda mer dramatisk, i en solid ballong. Time-lapse klippet nedenfor viser en stigende værballong, som tilnærmer oppførselen til en luftpakke, ekspanderer ettersom atmosfæretrykket avtar under en ~90.000 fot oppstigning. Ballongen utvides til mer enn 100 ganger sitt opprinnelige volum, til den endelig sier «ikke mer» og eksploderer!
Rask utvidelse av en luftpakke (da den møter lavere atmosfærisk trykk) vil føre til at den avkjøles betydelig — vanligvis noen få grader eller mer per 1000 fot. Værballongen over, for eksempel, avkjølt til langt under frysepunktet som det utvidet.
denne kjølingen skjer fordi en luftpakke på molekylært nivå bruker opp noe av sin indre energi når den utvides. På en måte er det nødvendig med energi for at luftpakken skal «skyve ut» i miljøet. En reduksjon i intern energi tilsvarer en reduksjon i varmeenergi. Derfor, når en gass indre energi avtar, så gjør temperaturen. (Hvis du er interessert i gassens detaljerte termodynamiske oppførsel og arten av såkalt «adiabatisk ekspansjon», kan du lære mer her.)
et godt husholdnings eksempel på ekspansjonsrelatert kjøling er å slippe luft ut av et sykkeldekk. En fyr som heter Ryan demonstrerer dette nedenfor På YouTube. Ryan lar luften rush ut av hans sykkel dekk; luften utvides naturlig når den beveger seg fra å være under høyt trykk (inne i dekket) til lavere trykk (utenfor dekket). Som forventet kjøler luften mye i prosessen, som vist Av Celsius temperaturmåleren.
På baksiden, når en luftpakke møter større atmosfærisk trykk, vil det komprimere og varme. Ryan ovenfra postet en annen video som viser hvordan temperaturen på luften øker når den komprimeres for å blåse opp et sykkeldekk.
På Samme måte blir en luftpakke ute i naturen komprimert og varmer når den beveger seg fra høyere høyde til lavere høyde. Økningen i atmosfærisk trykk klemmer pakken, og overfører dermed intern energi til den og øker temperaturen. Det er en viktig grunn Til At Death Valley-det laveste punktet I Nord-Amerika-er så varmt: enhver luftpakke som faller ned til det lave av en høyde, gjennomgår intens kompresjon og oppvarming i prosessen.
et annet lærerikt eksempel: hvorfor er det kaldere i fjellet?
Fjell er kaldere enn lavere høyder av samme grunn som det er kaldt utenfor et fly: luft er alltid på farten, og all luft som beveger seg oppover i atmosfæren vil ekspandere og kjøle seg ned.
en stor forskjell mellom fly og fjell er at når du er på et fjell, står du på land — i stedet for å fly på himmelen. Land kan være ganske effektiv på å absorbere solens energi og overføre varme til nærliggende luft. Denne typen oppvarming skjer ikke i den frie atmosfæren der et fly flyr, siden luften selv ikke lett absorberer sollys.
på denne måten vil sollys absorbert av overflaten av et fjell eller et høyt platå virke for å øke lokale temperaturer. Jo større et fjell overflate, jo større varmeeffekt. Det er imidlertid grunner til at fjellene fortsatt er generelt kaldere enn land i lavere høyder.
først er luften alltid på farten: et gitt fjellkjede — selv om det oppvarmes betydelig av solen-vil møte kald luft som blåser inn fra andre himmelhøye steder. Mye av denne luften vil være ganske kjølig fordi den ikke har blitt oppvarmet av en solbakt overflate. Faktisk har jorden en relativt liten mengde høyhøyde overflate, og har dermed begrenset evne til å varme høyhøyde luft i stor skala.
For Det Andre vil noe luft som kommer til fjellene ha steget opp fra lavere høyder, utvidet og avkjølt på grunn av nedgangen i atmosfærisk trykk.