Zu den wichtigen thermischen Eigenschaften eines Gesteins zählen die Wärmeleitfähigkeit λ [W m-1 K-1] und die spezifische Wärmekapazität c [J kg-1 K-1].
Die Wärmeleitfähigkeit beschreibt das Vermögen eines Stoffes, thermische Energie in Form von Wärme zu transportieren. Die Wärmekapazität kennzeichnet sein Vermögen, Wärme zu speichern. Letzterer Parameter ist wichtig für die Charakterisierung transienter, d. h. zeitlich veränderlicher Prozesse.
Für die Wärmekapazität gilt:
J kg-1 K-1 für spezifische Wärmekapazität c, J m-3 K-1 für volumenbezogene spezifische Wärmekapazität c ρ.
Die spezifische Wärmekapazität ist das Verhältnis der einem Körper zugeführten Wärme zur entsprechenden Temperaturänderung und seinem Gewicht. Sie beschreibt das Vermögen eines Stoffes Wärme zu speichern und ist temperaturabhängig. Die isobare spezifische Wärmekapazität cp ist die spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck. Die volumenbezogene spezifische Wärmekapazität ist das Produkt aus spezifischer Wärmekapazität und Dichte.
Messung am Bohrkern im Labor.
Gestein/Fluide | Wärmeleitfahigkeit λ (J s−1 m−1 K−1) | spez. Wärmekapazitat c (kJ kg−1 K−1) |
Kies, Sand, trocken | 0,3–0,8 | 0,50–0,59 |
Kies, Sand, nass | 1,7–5,0 | 0,85–1,90 |
Ton, Lehm, feucht | 0,9–2,3 | 0,80–2,30 |
Kalkstein | 2,5–4,0 | 0,80–1,00 |
Dolomit | 1,6–5,5 | 0,92–1,06 |
Marmor | 1,6–4,0 | 0,86–0,92 |
Sandstein | 1,3–5,1 | 0,82–1,00 |
Tonstein | 0,6–4,0 | 0,82–1,18 |
Granit | 2,1–4,1 | 0,75–1,22 |
Gneis | 1,9–4,0 | 0,75–0,90 |
Basalt | 1,3–2,3 | 0,72–1,00 |
Quarzit | 3,6–6,6 | 0,78–0,92 |
Steinsalz | 5,4 | 0,84 |
Luft | 0,02 | 1,0054 |
Wasser | 0,59 | 4,12 |
Stober, Ingrid; Kurt Bucher (2020): Geothermie, Springer Spektrum, 3. Auflage. ISBN 978-3-662-60939-2 ISBN 978-3-662-60940-8 (eBook). https://doi.org/10.1007/978-3-662-60940-8.
zuletzt bearbeitet Juni 2022, Änderungs- oder Ergänzungswünsche bitte an info@geothermie.de
