Geowissenschaft (Fach) / Geothermik (Lektion)

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  • Welche Wärmetransportprozesse gibt es? Wärmeleitung: Es wird kinetische Energie zwischenbenachbarten Teilchen übertragen. Diese Art derWärmeübertragung ist irreversibel und findet immer vomhöheren Energieniveau auf das niedrigere statt.Wärmestrahlung: Erfolgt mittels elektromagnetischerWellen. Der Wärmestrom von warm nach kalt ist immergrößer als von kalt nach warm, so dass dieResultierende von beiden Wärmeströmen immer vonwarm nach kalt zeigt. Einzige Wärmeübertragungsart,die Vakuum durchdringen kann.Konvektion (Wärmeströmung): Es wird Wärme voneinem System auf ein strömendes Fluid übertragen, alsinnere Energie oder Enthalpie mitgeführt und an andererStelle vom strömenden Fluid auf andere Körperübertragen.
  • Wovon sind Thermische Gesteinseigenschaften abhängig? Mittlere Eigenschaften abhängig von: thermischen Eigenschaften derGesteinskomponenten, Hohlraumanteil, Konnektivität, Kornkontakte,Korngrößen, Fluidgehalte, Anisotropie usw.)
  • Wovon hängt der terrestrische Wärmefluss ab? vertikaler Temperaturgradient, dT/dz 10 - 80 K/kmWärmeleitfähigkeitmarine Sedimente 0.6 - 1.2 W m-1K-1kontinentale Sedimente 1 - 5 W m-1K-1Wärmeproduktion 0 – 8*10-6 W/m3Spezifische Wärme 0.85 - 1.25 kJ kg-1K-1Dichte von Kruste und Lithossphäre 2200 - 3400 kg m-3
  • Woraus kann man Temperaturgradient und Wärmeflussdichte ableiten? Messung vonTemperatur undWärmeleitfähigkeit imBohrloch,
  • Wie wird die Erdwärme genutzt? Hydrothermale GT Petrothermale GT Oberflächennahe GT
  • Wie funktioniert Hydrothermale GT? Dampflagerstätte - LardarelloLardarello ist das erste Erdwärmekraftwerk der Welt. Wasserdampf trieb Turbinen an, und dieseerzeugten Strom. 1913 brachte Lardarello 220 Kilowatt Leistung. Heute sind es 400 Megawatt.in Gebieten mit hohem Temperaturgradienten (Vulkangebiete). Die Temperatur derGrundwasserleiter muss über 100°C betragen, so dass Dampf entsteht. Der Grundwasserleiterwird angebohrt und der Dampf in Turbinen zur Stromerzeugung genutzt. Anschließend wird erkondensiert und wieder in den Grundwasserleiter eingeleitet .
  • Wie funktioniert Energiegewinnung aus petrothermalen Quellen? Im „trockenen“ Festgestein wird mittels Fracken ein Risssystem erzeugt. Durchdas Risssystem wird Wasser geleitet und verdampft. Der Dampf treibt Turbinenzur Stromerzeugung an.
  • Wodurch wird die Wärmeflussdichte bestimmt? Die Wärmeflussdichte an der Erdoberfläche wird durch die Wärmeproduktionim Gestein und die Wärmeleitfähigkeit bestimmt, es gibt regional ausgeprägteUnterschiede
  • Wie ist der geothermische Gradient Geothermischer Gradient 3K/100m, oberflächennah stärkere Gradienteninfolge jahreszeitabhängigen Temperatureinfluss