Innholdsfortegnelse
Kompetansemål

Fysikk: energi og effekt i jorda

28. oktober, 2016

(Dette er fysikk 1-stoff)

Fysiske prinsipper

For å forstå prinsippet bak geotermisk energi er det viktig at man skiller mellom begrepene temperatur og varme. Atomer og molekyler er i stadig bevegelse, enten stoffet er fast, flytende eller i gassform. Disse bevegelsene øker desto høyere temperaturen er. Temperatur er altså et mål for den gjennomsnittlige kinetiske energien til molekylene i et stoff. Det vil si at det ligger mer energi i damp enn i vann. Varme er formen den indre energien tar når den overføres fra en plass til en annen. Veksling mellom aggregattilstandene har den egenskap at prosessen kan gå begge veier, med nøyaktig samme energimengde. For å varme 1 kg vann til 1 kg damp, trenger du 2 259 kJ. Når 1 kg damp kondenserer vil nøyaktig 2 259 kJ igjen bli frigitt. Når man varmer opp damp, vil temperaturen øke omtrent dobbelt så fort, som om man skulle varmet opp vann. Dette er nyttig for oss i bruk av vann som fjernvarme, siden vann da gir fra seg mye varme ved avkjøling uten at temperaturen behøver å synke så mye.

celsius-kelvin copy
Illustrasjon: ©iStock.com/billyfoto

Trykk (bar), er et viktig begrep, siden de fleste prinsipper for utnyttelse av geotermisk energi går ut på å heve og senke trykket slik at vi får en faseovergang mellom vann og damp. Trykket i noe er mengden kraft hvert molekyl utfører på omgivelsene. Det som bestemmer trykket i en borebrønn er altså hvor mange molekyler det er og hvor stor fart disse har.  Mange molekyler som kolliderer med veggen i høy fart, danner høyt trykk. Når en gass varmes opp får molekylene større fart og utvider seg. Dermed øker trykket på omgivelsene. Væsker og faste stoffer utvider seg også når temperaturen øker men dette synes nesten ikke på volumutvidelsen. Derfor er det som regel bare gassbrønner som fungerer selvdrevent. De fleste brønner som tar opp væske bruker en pumpe til å pumpe opp væsken. Det vil si at selvdrevne anlegg til nå, vil være de som finnes ved vulkanske områder. Damp med høy temperatur og lavt trykk inneholder veldig mye energi. hvorfor er det slik? Høy temperatur gir mye energi, mens høyt trykk først slår ut for fult når en når overkritisk trykk, og en går inn i en ny fase.

For å regne ut energi potensialet i en brønn med en temperatur oppgitt i °C (t) må vi først regne den absolutte temperatur om til Kelvin ved følgende formel:

T= 273K+t

Absolutt temperatur (T) – Vi flytter nullpunktet på temperaturskalaen ned til det absolutte nullpunkt ( -273,15). Lavere temperatur er det ikke mulig å få. Denne temperaturen oppgis i Kelvin (K).

F.eks. hvis vi har et rom med 20 °C, vil den den absolutte temperaturen i rommet være:

T= 273K+20 °C = 293K  (siden trinnstigningen til K og °C er den samme, kan de legges sammen som samme enhet)

Kilder Nyttige lenker
Bruk som kilde
Denne artikkelen skrevet av UngEnergi er lisensiert under en Creative Commons Navngivelse-Ikkekommersiell-DelPåSammeVilkår 3.0 Norge Lisens.
UngEnergi.no benytter informasjonskapsler for å gjøre brukeropplevelsen bedre Lukk Les mer
Bar er en måleenhet for trykk. Atmosfæretrykket ved havnivå er omtrent lik 1 bar. Eller 100 kilo pascal (kPa). Litt forenklet kan man tenke seg atmosfæretrykket ved havoverflaten som vekten av lufta som ligger over havet. Du kanskje hørt betegnelsen 1ATM. Dette er det samme som 1 atmosfære eller 1 bar.