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Tippeltitop
Gast
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 Tippeltitop Verfasst am: 16. Nov 2022 22:56 Titel: Erzeugen hohe Gebäude einen Wärmeeffekt im Boden darunter? |
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Hallo,
je weiter man unter die Erde geht, desto wärmer wird es. Nun frage ich mich, ob das nur an die Wärmekonvektion aus dem Erdkern zurückzuführen ist, oder ob das Gewicht höher liegender Erdschichten ebenso einen nennenswerten Beitrag leistet. Bekannt ist, dass ein Druck gleichbedeutend ist mit einer höheren Temperatur.
Meine allgemeine Frage wäre daher, ob das auch bei Feststoffen relevant ist, oder ob das nur Gase betrifft.
Im besonderen frage ich mich, ob ein hohes Gebäude, etwa ein Fernsehturm oder etwa der Burj Khalifa aufgrund der relativ kleinen Bodenfläche auf denen sie stehen, ebenso zu einer messbaren Erwärmung des Bodens beitragen.
Ein Gebäude mit 100x100m Grundfläche etwa, das 500m hoch ist und pro m² und Höhenmeter 2 Tonnen wiegt, drückt mit 1000 Tonnen auf jeden Quadratmeter des Untergrunds. Insgesamt drückt das Gebäude mit 10 Mio Tonnen auf die Erde darunter.
Als Laie erscheint mir das genug, um einen messbaren Wärmeeffekt zu erzeugen. Wie viel wäre das denn oder täusche ich mich da?
Im Voraus Vielen Dank! |
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Capesius
Anmeldungsdatum: 01.05.2022
Beiträge: 55
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| Capesius Verfasst am: 29. Nov 2022 23:52 Titel: Druck und Temperatur ... |
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...als die beiden hier wesentlichen Zustandsvariablen ...
| Tippeltitop hat Folgendes geschrieben: | ...je weiter man unter die Erde geht, desto wärmer wird es. Nun frage ich mich, ob das nur an die Wärmekonvektion aus dem Erdkern zurückzuführen ist, oder ob das Gewicht höher liegender Erdschichten ebenso einen nennenswerten Beitrag leistet. Bekannt ist, dass ein Druck gleichbedeutend ist mit einer höheren Temperatur.
Meine allgemeine Frage wäre daher, ob das auch bei Feststoffen relevant ist, oder ob das nur Gase betrifft. |
... stehen zwar innerhalb eines thermodynamischen Systems in einer Beziehung zueinander, aber ihre somit behauptete Korrelation hängt von einer ganzen Reihe weiterer Größen ab. Wahrscheinlich soll hier auf den bei "adiabatischer Kompression" definitionsgemäß unterbundenen Wärmeaustausch mit der Umgebung angespielt werden. Die Anführungszeichen deswegen, weil das eine idealisierte Vorstellung ist, die in praxi nur für eine gewisse Zeit zu einem gewissen Ausmaß aufrechterhalten werden kann.
| Tippeltitop hat Folgendes geschrieben: | | ...Im besonderen frage ich mich, ob ein hohes Gebäude, etwa ein Fernsehturm oder etwa der Burj Khalifa aufgrund der relativ kleinen Bodenfläche auf denen sie stehen, ebenso zu einer messbaren Erwärmung des Bodens beitragen. |
Das würde bedeuten, daß überall, wo mechanische Spannungen auftreten (hier in Form von erhöhtem Bodendruck), Temperaturen ansteigen. Dem ist nicht so. Nur die Veränderung der mechanischen Spannungen geht mit Wärmeeintrag einher, und zwar, weil sie auf Wandlung mechanischer Arbeit beruht. Sobald die Arbeits-Verrichtung abgeschlossen und die - in diesem Beispiel - Absenkung des Untergrunds zum Stillstand gekommen ist, hört auch die Wärmeerzeugung auf, unabhängig vom Aggregatzustand. Daß im Erdinnern wachsende Temperaturen herrschen, liegt einfach daran, daß die "Herstellung" der Erde aus einem Fetzen der explodierten Supernova, deren Überreste unser Sonnensystem gebildet haben, noch nicht so lang her ist, daß ihr Inneres auf Weltalltemperatur abkühlen konnte. Es dauert eben elend lang, bis so ein riesiger Haufen - und dann noch zu einer annähernden Kugel zusammengeballte - Materie ihre thermische Energie gleichmäßig mit ihrer Umgebung teilen kann. Und die Wärme aus dem Erdinnern hat eben den weitesten Weg bis ins Weltall zurückzulegen. Deswegen ist es auch umso heißer, je tiefer man bohrt. Dazu kommt die ebenfalls dieser Supernova zu verdankende Radioaktivität, die noch heute am Abklingen ist und ihre Umgebung erwärmt. Mit Halbwertszeiten von bis zu einigen ...zig Millionen oder mehr Jahren ist auch noch in Zukunft einiges an Strahlungswärme zu verzeichnen. Im tieferen Untergrund dürfte sich also auch ein höheres Gebäude nicht mehr thermisch bemerkbar machen; dort sind andere Mechanismen der Konvektion, also des Wärmetransports vorherrschend. Im Übrigen könnte man dann auch die sich aufgrund tektonischer Phänomene auftürmenden Gebirge hinsichtlich ihrer thermischen Effekte wegen der Untergrund-Erwärmung bezichtigen: Die afrikanische Platte bohrt sich beispielsweise unter die europäische und die sich auftürmenden Alpen müßten also, wenn schon Hochhäuser den Untergrund auheizen sollten, erst recht für ein Inferno sorgen können. Was aber im wirklichen Leben dieses Planeten passiert, sind seismische Ereignisse in den Abruzzen oder so. Damit und mit der immer noch andauernden Auftürmung der Alpen hat es sich im Wesentlichen.
| Tippeltitop hat Folgendes geschrieben: | Ein Gebäude mit 100x100m Grundfläche etwa, das 500m hoch ist und pro m² und Höhenmeter 2 Tonnen wiegt, drückt mit 1000 Tonnen auf jeden Quadratmeter des Untergrunds. Insgesamt drückt das Gebäude mit 10 Mio Tonnen auf die Erde darunter.
Als Laie erscheint mir das genug, um einen messbaren Wärmeeffekt zu erzeugen. Wie viel wäre das denn oder täusche ich mich da?... |
Nochmals: Sobald die Untergrund-Verdichtung durch das Auftürmen der kunstfertigst angeordneten Baustoffe in Gestalt eines Bauwerks abgeschlossen ist, hört die hierdurch induzierte Wärmeerzeugung auf. Wieviel Wärme entsteht, wenn man einen m³ Granit um einige mm³ komprimiert, kann man den entsprechenden Tabellenwerken isochorer spezifischer Wärmen und entnehmen und die verrichtete Verdichtungsarbeit erfordert die Konsultation von Kompressibilitätstabellen.
Das bloße Aufrechterhalten des Bodendrucks, weil das Gebäude dann da herumsteht, erzeugt exakt 0 Kalorien thermischer Energie. Eine Gasflasche wird ja auch nicht allmählich heiß, nur weil das Gas in ihr 300 bar hat, sondern kühlt nach dem Abfüllen auf Umgebungstemperatur ab. |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5043
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| DrStupid Verfasst am: 30. Nov 2022 09:43 Titel: Re: Erzeugen hohe Gebäude einen Wärmeeffekt im Boden darunte |
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| Tippeltitop hat Folgendes geschrieben: | | Bekannt ist, dass ein Druck gleichbedeutend ist mit einer höheren Temperatur. |
Nein, das ist nicht bekannt. Druck und Temperatur sind unabhängige thermodynamische Zustandsgrößen. Wenn es einen Zusammenhang zwischen diesen Größen gibt, dann folgt der aus zusätzlichen Randbedingungen. Deshalb ist die Frage auch nicht pauschal zu beantworten. |
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Professor
Gast
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| Professor Verfasst am: 30. Nov 2022 17:34 Titel: |
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Hier verwechselt der TE Reibung mit Druck |
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