Bu soruyu cevaplamak için önce potansiyel enerjinin ne olduğunu anlamamız gerekir. Potansiyel enerji, bir cismin yerçekimi alanındaki konumundan dolayı sahip olduğu enerjidir. Örneğin, bir tepenin tepesindeki bir kaya, tepenin altındaki bir kayadan daha fazla potansiyel enerjiye sahiptir.
Artık potansiyel enerjinin ne olduğunu bildiğimize göre, uzay boşluğundaki bir atom-molekülün potansiyel enerjiye sahip olup olmadığı sorusuna cevap verebiliriz. Cevap evet, uzay boşluğundaki bir atom-molekülün potansiyel enerjisi vardır. Bunun nedeni atom-molekülün Dünya'nın yerçekimi alanından etkilenmesidir. Tabii burda bahsettiğim konu dünyaya aşırı uzak olmayan bir alan için geçerlidir. Yani 100 milyon ışık yılı uzaklıkta ki bir atom molekülü dünyanın çekiminden etkilenmez (başka cisimlerden etkilenebilir ama bu bir spekülasyon durumu)
Atom molekülü uzay boşluğunda olmasına rağmen, yine de Dünya'nın yerçekiminden etkilenir. Bunun nedeni, Dünya'nın yerçekiminin uzaya kadar uzanmasıdır. Bu nedenle, atom molekülü, Dünya'nın yerçekimi alanındaki konumu nedeniyle potansiyel enerjiye sahiptir.
Yerçekimi alanındaki bir nesnenin potansiyel enerjisini hesaplama formülü:
PE = mgh
Tanımlar;
PE = potansiyel enerji
m = nesnenin kütlesi
g = yerçekimi nedeniyle ivme
h = nesnenin yüksekliği
Bir atom molekülü için kütle (m) atom molekülünün kütlesidir, yerçekiminden kaynaklanan ivme (g) Dünya üzerindeki yerçekiminden kaynaklanan ivmedir ve yükseklik (h) atomun yüksekliğidir. Dünya yüzeyinin üzerindeki molekül.
Formülü kullanarak, uzay boşluğundaki bir atom molekülünün potansiyel enerjisini hesaplayabiliriz. Örneğin, atom molekülünün kütlesinin 1 gram (0,001 kg) ve atom molekülünün Dünya yüzeyinden yüksekliğinin 100 kilometre (1000 metre) olduğunu varsayalım. Yerçekiminden kaynaklanan ivme, saniyede 9.8 metre karedir.
Bu değerleri formüle ekleyerek şunu elde ederiz:
PE = (0,001 kg)(9,8 m/s^2)(1000 m)
PE = 9,8 Joule
Bu, atom molekülünün potansiyel enerjisinin 9.8 Joule olduğu anlamına gelir.
