Varför i helvete är det kallt på hög höjd (varm luft stiger ju)?

Är ingen expert men så här förstår jag det.

Vi har tre typer av värmeöverföring. Konduktion, konvektion och elektromagnetisk.

Från solen kommer värmen i form av elektromagnetisk värmestrålning som sen konverteras till konduktionsvärme genom att träffa massa på jorden som gör att molekylerna i massan börjar röra på sig vilket skapar friktion vilket skapar "värme".
Högt uppe i atmosfären är det mindre massa i.e mindre molekyler som kan bli uppvärmda därav den lägre temperaturen.

Typ?

I samband med att de komprimeras. Naturligtvis. Det missade jag. Ja, den är liten. Vätskor är dessutom svåra att komprimera, men frågan är om de blir varmare när trycknivån ökar utan att komprimeras. Förmodligen lite.
Varför det känns kallt på hög höjd skrev TS i rubriken.

Ja helt korrekt, precis som jag skrev lite tidigare i tråden. Luften tar upp väldigt lite av solenergin utan det är först när den träffar på jordskorpan som energin övergår i värmeenergi. Övriga diskussioner i tråden med tryck och utifall atomer rör på sig är ganska irrelevanta...

Det är den första anledningen. Den andra är att eftersom luften är tunnare högt upp så inträffar omvänd komprimering. Partiklarna förlorar alltså energi och blir kallare genom att gasen expanderar.

Den tredje, fortfarande relevanta, anledningen är kanske inte en anledning till temperaturhöjning av luften, men däremot en anledning till att det känns varmare eller kallare, alltså att det känns varmare ju fler partiklar som träffar dig.

Luften tar främst värmen från marken, uppvärmd massa.
Oavsett om det är på hög eller låg höjd så tar inte luft nämnvärd med energi från solstrålning.

Kall tunn luft som finns på hög höjd har lägre densitet än vad varm luft på låg höjd har.
Det är bara att räkna pV = nRT
Anta att temperaturen är 20-25°C på marken då blir den ca -50°C vid 10 000m där det är lägre lufttryck


Så begreppet varm luft stiger är inte relevant i detta resonemang eftersom det är inte samma "mängd" luft man jämför.

Avogadros lag har att göra med att en given volym gas alltid innehålla samma antal molekyler (vid ett givet tryck och en given volym) se t ex https://sv.wikipedia.org/wiki/Avogadros_lag
Jag tror du tänker på allmänna gaslagen som gäller just det du beskriver, se t ex https://sv.wikipedia.org/wiki/Ideala_gaslagen

Värme är atomers rörelse. Betyder det att det är svinkallt i alla riktiga vakuum?

Ja visst, men i vilket fall som helst så är det så att om man komprimerar en gas så blir den varmare. Om man minskar trycket blir den kallare.

Ute i världsrymden är det väldigt kallt och där är det i stort sett vakuum.

En varm sommardag kan man ofta se väldigt tydligt hur varm luft stiger upp som bubblor. På en viss höjd, kring 1000 meter så går molngränsen. Där bildas molnen på grund av att temperaturen har fallit så lågt att vattenångan kondenseras. Detta beror alltså på att temperaturen faller med trycket.

Temperaturen avgörs av medelenergin för atomerna. Bara för att det är få atomer behöver det inte vara kallt. Solens korona, yttersta lagret på dess atmosfär, har så låg densitet att den närmast är att se som ett dåligt vakuum, men har en temperatur uppåt 1 000 000 grader.