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Latent

Latenz, adj. latent (von lateinisch latere = ‚verborgen sein‘)  ist ein vielfach verwendeter Begriff. Im Kontext Geothermie ist latente Wärme von Interesse.

Als latente Wärme bezeichnet man die bei einem Phasenübergang erster Ordnung aufgenommene oder abgegebene Energiemenge (Wärme) in der Einheit Joule. Sie hängt ab von der Art des Phasenüberganges und des Stoffes sowie von seiner Menge. Latent heißt sie deshalb, weil sich beim Phasenübergang die Temperatur nicht ändert. 

Bis zum Siedepunkt erhitztes Wasser hat bis dahin fühlbare (sensible) Wärme aufgenommen. Bei weiterer Wärmezufuhr wird das Wasser nicht heißer, sondern verdampft. Als Dampf enthält das Wasser mehr Energie als vorher in flüssiger Form, obwohl der Dampf nicht heißer ist (es wurde 'Abtrennarbeit' geleistet). Der Dampf kann diese verborgene Energie (bei der Kondensation) wieder abgeben, ohne dabei abzukühlen. Die gleiche Wärmemenge heißt beim Verdampfen Verdampfungswärme, beim Verflüssigen Kondensationswärme. 

Um ein Kilogramm Wasser bei 100 °C und 1013 mbar zu verdampfen, ist die Abtrennarbeit ΔU = 2088 kJ aufzuwenden. Dieselbe Energiemenge wird bei der Kondensation wieder frei. Ein Verdampfungs-Kondensations Zyklus (Zirkulation) findet technisch beispielsweise in heat pipes statt. Eine freie Verdampfungs-Kondensations  Zirkulation ist in vielen Hochenthalpielagerstätten ganz maßgeblich für den Wärmetransport von unten nach oben und sorgt dafür, dass hier die Temperaturen über große Tiefenbereiche nahezu konstant (100°C + Druckkorrektur) sind.

Ähnliches gilt für den Übergang fest - flüssig, also bei Wasser: gefrieren und tauen.

Bedeutung in der Geothermie

Latenter Wärmetransport spielt in der Tiefengeothermie besonders bei Zweiphasensystemen eine entscheidende Rolle. Durch ihn werden erhebliche Mengen an Wärmeenergie über größere isotherme Tiefenbereiche transportiert. Es entstehen Verdampfung- Verflüssigungs (Kondensations) Zirkulationen.

In der Oberflächennahen Geothermie spielen latente Wärmemengen bei Erdsonden, ausgebildet als heat pipes und Direktverdampfern eine Rolle. Gefrieren und tauen spielt auch dann eine Rolle, wenn Erdwärmesonden in den Minusbereich gefahren werden oder aber wenn Eisspeicher gezielt angelegt werden.

Weblink

https://de.wikipedia.org/wiki/Latente_Wärme

zuletzt bearbeitet Januar 2020