¿Cuál es la relación entre gravedad y temperatura?

La gravedad está relacionada con la temperatura de dos maneras, y las dos trabajan en direcciones opuestas. La energía se suma a la gravedad. Calentando un poco las cosas, como llevar una olla de agua de 0 ° C a 100 ° C, el calor contribuiría con una cantidad de gravedad muy insignificante, algo del orden de 5 x 10 ^ -3 nanogramos. Pero el agua se expandiría simultáneamente (suponiendo que era agua líquida para empezar y no sólida). Esta expansión disminuiría su gravedad. Donde se ven influencias significativas de la temperatura es en objetos muy calientes como las estrellas.

La gravedad provoca un calor específico negativo. Si no hay gravedad, sino que un recipiente está unido a un gas y lo calienta, la energía que agrega se convierte en energía cinética, por lo que tiene un calor específico positivo porque la energía cinética aumentada aumenta la temperatura para un conjunto dado de partículas y, por lo tanto, es positivo la cantidad de calor eleva la temperatura en una cantidad positiva, por lo que la relación de la cantidad de calor agregada al cambio de temperatura es positiva sobre positiva.

Pero si un gas está ligado solo por la gravedad, poner calor realmente baja la temperatura y sacarlo aumenta la temperatura. Esto se debe a que al agregar energía, las partículas se alejan del centro de gravedad, de modo que las partículas se mueven más lentamente. La energía entra en energía potencial gravitacional aumentada pero disminuye la energía cinética. Entonces, pones una cantidad positiva de energía en forma de calor y obtienes una disminución en la energía cinética y, por lo tanto, el cambio de temperatura de las partículas es negativo y el calor específico es positivo sobre negativo que es negativo.

Es por eso que una nube de gas que irradia energía, pierde energía, se calienta e incluso puede calentarse tanto que enciende la fusión nuclear.

Cualquier relación es muy indirecta: las cosas con masa que se mueven hacia abajo en un campo gravitacional liberan energía, y si esa energía se degrada en calor, tiende a aumentar la temperatura de las cosas, no necesariamente las cosas que se movieron hacia abajo. Por lo tanto, el agua que desciende en una central hidroeléctrica puede calentar la casa de alguien.

Una situación en la que la conexión es más directa de lo habitual es en un cuerpo de fluido como la atmósfera. En ese caso, hay una tasa natural de caída de temperatura con la altitud, la tasa de lapso.

No hay relación entre la gravedad y la temperatura. Sin embargo, como se respondió en otra parte, la gravedad es una fuerza aplastante que puede conducir a un aumento de la temperatura, pero este es un efecto secundario de las fuerzas producidas, no de GMM / r ^ 2.

Creo que no hay otro vínculo sino a través de la energía potencial, una estrella que se derrumba se calentará en el proceso. Los gases calientes se elevan dentro de los fríos debido a su diferencia de peso específica. Cosas así, pero no hay un vínculo oculto o una relación básica.

La gravedad es la razón por la cual la atmósfera es más cálida cerca del suelo y más fría a gran altura. Ver tasa de lapso