Geoscience Reference
In-Depth Information
3
ist
= 0,696 · 10
-1
N/m. Die Oberflächenspan-
nung wird in beeindruckende Weise von den
Wasserläufern (
Gerridae
) genutzt, die sich mittels
feiner Härchen an den Beinen auf der Wasser-
oberfläche bewegen können. Auch einer Gattung
der Leguane, den Basilisken (
Basiliscus plumi-
frons
), gelingt es, mittels schneller Bewegung der
Hinterbeine - unter Ausnutzung der Oberflä-
chenspannung - laufend Gewässer zu überwin-
den (H
SIEH
& L
AUDER
, 2004).
Die
Viskosität
(oder innere Reibung einer
Flüssigkeit) beruht auf der intermolekularen An-
ziehung und ist für die Grundwasserbewegung
mitbestimmend. Die
dynamische (
σ
Tab. 22:
Wärmeleitfähigkeit
λ
verschiedener Stoffe
bei
ϑ
= 25 °C.
Stoff
Wärmeleitfähigkeit
λ
W/(K · m)
Diamant
2 300
Kupfer
401
Eisen
80
Sandstein
2,3
Quarz
1,1
Wasser (20 °C)
0,6
η
)
und die
ki-
Luft
0,025
nematische (
)
Viskosität nehmen mit steigender
Temperatur ab, wobei
ν
ν
=
η
/
ρ
ist. Die dynami-
sche Viskosität beträgt bei
ϑ
= 0 °C
η
= 1,79 ·
10
-3
Pa · s und steigt bei
Das Hydronium-Ion (H
3
O
+
) entsteht durch An-
lagerung eines Wassermoleküls an ein Proton:
H
+
+ H
2
O
= 0,65 ·
10
-3
Pa · s (Tab. 21 und Abb. 59). Der Einfluss des
Drucks ist dabei gering.
Ein umgekehrtes Verhalten zeigt der
Dampf-
druck
p
D
. Dieser nimmt von
p
D
ϑ
= 40 °C auf
η
H
3
O
+
, da das H
+
(-Proton) in frei-
em Zustand nicht existieren kann. Vereinfacht
wird die Reaktion mit folgender Gleichung be-
schrieben:
→
= 0,61 hPa bei
ϑ
= 0 °C ziemlich stark mit steigender Tempera-
tur zu und erreicht bei
ϑ
= 40 °C einen Wert
H
+
+ OH
-
von
p
D
= 73,9 hPa und bei
= 100 °C von
p
D
=
1 013 hPa. Vom Dampfdruck wird die Verduns-
tung des Wassers bestimmt.
Da die Temperatur des Grundwassers mit der
Tiefe (geothermische Tiefenstufe) ansteigt,
nimmt das Volumen zu und die Dichte ab; umge-
kehrt verhält es sich beim Aufstieg.
Mit der Tiefe ändern sich wegen der Tempera-
turabhängigkeit auch die anderen physikalischen
Eigenschaften von Wasser und Gestein z.T. erheb-
lich. Informationen und Daten dazu stellte
S
TOBER
(1994) zusammen.
Die
Wärmeleitfähigkeit
ϑ
H
2
O
→
Die Dissoziationskonstante
K
′
w
des Wassers ist
nach dem Massenwirkungsgesetz
c
HO
c
OH
3
(Gl. 87)
K
w
2
(HO)
c
2
K
′
w
= Dissoziationskonstante des Wassers (1),
c
(X) = Stoffmengenkonzentration des Stoffes
oder eines Ions X (mol/l).
des Wassers (W/
(K · m)) ist gering, wie einige Vergleichszahlen
belegen (Tab. 22).
λ
Da der Dissoziationsgrad des Wassers äußerst
niedrig ist, kann
c
(H
2
O) praktisch als konstant
angesehen werden und damit das Produkt
c
(H
2
O)
2
·
K
′
w
bei Auflösung obiger Gleichung zu
der Konstanten
K
w
(Ionenprodukt des Wassers)
zusammengefasst werden:
3.9.2.3.3 Elektrolytische Dissoziation
(pH-Wert) - Elektrischer Leitwert
Wie die Messung des
elektrischen Leitwertes
G
(1/
) zeigt, ist reines Wasser in sehr geringem
Maße nach der folgenden Reaktionsgleichung
dissoziiert (Eigendissoziation):
Ω
Kc
(H O )
c
(OH )
Gl. 70
w
3
K
w
= Ionenprodukt des Wassers (mol
2
/l
2
),
c
(X)= Stoffmengenkonzentration des Stoffes
oder Ions X (mol/l).
H
3
O
+
+ OH
-
2 H
2
O
→
