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1
Wärmefluß
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2
Wärme, die eine Oberfläche in einer bestimmten Zeit durchströmt:
Wärme / Fläche / Zeit [J/m2/s, W/m2]
(Wärmestromdichte
)
Wärmefluß =
aus: Lillie, R. J. (1999): Whole Earth Geophysics.
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3
Wärmequellen (1)
Sonneneinstrahlung
aus: Lillie, R. J. (1999): Whole Earth Geophysics.
Geht komplett
wieder verloren!
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4
Wärmequellen (2)
Restwärme Radioaktiver Zerfall
aus: Lillie, R. J. (1999): Whole Earth Geophysics.
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5
Wärmequellen (3)
Radioaktiver Zerfall
aus: Lillie, R. J. (1999): Whole Earth Geophysics.
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6
Wärmequellen (4)
Restwärme:
Erde 10 x 1012 W 25%
Gesamt 42 x 1012 W 100%
aus: Lillie, R. J. (1999): Whole Earth Geophysics. aus: Lillie, R. J. (1999): Whole Earth Geophysics.
aus: Davidson, Reed & Davis (1997): Exploring Earth.
Radioaktiver Zerfall:
Kruste 9 x 1012 W 20%
Mantel 21 x 1012 W 50%
Kern 2 x 1012 W 5%
Andere Referenz mit anderen Werten (→ auch Lehrbücher sollten
kritisch hinterfragt werden):
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7
Wärmetransfer (1)
Konduktion (Wärmeleitung)
Übertragung kinetischer Energie zwischen benachbarten Atomen oder Molekülen
Wärmetransport ohne Stofftransport
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8
Wärmetransfer (2)
Konvektion (Wärmeströmung)
heißes Material geringe Dichte Aufstieg Abkühlung größere Dichte AbsinkenErwärmung
aus: Powell, C. S.: Trends in der Geophysik. - Spektrum der Wissenschaft, 1991.
Wärme- und Stofftransport in Konvektionszelle
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9
Wärmetransfer (3)
Advektion
aus: Lillie, R. J. (1999): Whole Earth Geophysics.
Wärme- und Stofftransport in eine Richtung
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10
Wärmetransfer (4)
Wärmestrahlung
Elektromagnetische Wellen
Beeinflußt ausschließlich Atmosphäre und Hydrosphäre
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11
Wärmeverteilung in der Erde
Grundlagen der Geodynamik und Tektonik (Übungen), 14.04.09, Blanka Sperner
aus: Lillie, R. J. (1999): Whole Earth Geophysics.
Restwärme radioaktiver Zerfall
Konduktion Konvektion
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12
q = k (T/z)
Wärmeflußgleichung
q: Wärmefluß
k: thermische Konduktivität (Wärmeleitfähigkeit)
T/z: geothermischer Gradient
Grundlagen der Geodynamik und Tektonik (Übungen), 14.04.09, Blanka Sperner
aus: Lillie, R. J. (1999): Whole Earth Geophysics.
k = konstant T/z = konstant
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13
Ermittlung von T/z
Grundlagen der Geodynamik und Tektonik (Übungen), 14.04.09, Blanka Sperner
aus: Lillie, R. J. (1999): Whole Earth Geophysics.
Der geothermische Gradient ergibt sich aus Temperaturmessungen in unterschiedlichen Tiefen