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Zusammenfassung Hydrologie
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Hydrologie (Hydrologie)
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Hydrologie - ZusammenfassungEinführung
Hydrologie
Lehre vom Wasser des festen Landes über, auf und unter der Erdoberfläche hinsichtlich
seiner raum-zeitlichen Verteilung, seiner Zirkulation sowie seinen physikalischen,
chemischen und biologisch verursachten Eigenschaften und Wirkungen.
Raumgliederung der Geosphäre
Dreidimensionaler Raum um die Erdoberfläche aus Litho-, Relief-, Pedo-, Bio-, Hydro- und
Atmosphäre.
- Physiosphäre (nat.wiss. Teil)
Lithosphäre, Reliefsphäre (Geomorphologie)
Pedosphäre (Bodengeographie) Landschaftsökologie,
Biosphäre (Biogeographie) Geosystemforschung
Hydrosphäre (Hydrogeographie) (Geoökologie)
Atmosphäre (Klimatologie)
- Anthroposphäre (gesellsch.wiss. Teil)
Eigenschaften des Wassers
Aus welchen Atomen besteht Wasser?
2 Wasserstoffatomen
1 Sauerstoffatom
Welche Eigenschaften hat Wasser deshalb?
L-Schale: äußere Elektronenschale, max. 8 Elektronen
K-Schale: dem Atom am nähesten liegende Schalenmodell, max. 2 Elektronen
Vakanzen: Wasseratome können sich mit den Sauerstoffatomen verbinden ->
kovalente Bindung (Winkel: 104,5 Grad)
Oben bei den Wasserstoffatomen eine positive Ladung
Unten wo das Sauerstoffatom ist eine negative Ladung
Bindung zwischen Wasserstoffatomen und den Sauerstoffatomen ist sehr stabil
und kann nur durch einen sehr hohen Energieaufwand möglicherweise zerstört
werden (Hydrolyse)
Muss wesentlich mehr Energie aufgebracht werden, um Wasser zu erhitzen oder
zu verdampfen
Hohe Oberflächenspannung (liegt an den Kohäsionskräften) -> Wasserläufer
können auf dem Wasser laufen
Hohe spezifische Wärme (spezifische Wärmekapazität) -> Wasser dient als
Wärmespeicher -> Fähigkeit eines Stoffes (Wasser) thermische Energie zu
speichern
Wasser kann als Wassertransporteur dienen -> z.B. Golfstrom, der als eine Art
Heizung für Europa dient
Wasser hat eine hohe Permittivität (Elektrizitätskonstante) -> hohe elektrische
Leitfähigkeit
warmes Wasser -> weniger Sauerstoff
, Aggregatszustände von H2O
Es gibt alle Aggregatszustände unter Normalbedingungen (nur bei H2O)
- Eis (fest)
Eiskristalle bilden sich
an jeden H2O Molekül bilden sich 4 Wasserstoffbrückenbindungen (Kraft) aus,
weil es 4 freie Moleküle gibt
bildet sich eine dreidimensionale, hexagonale Figur (Kristall)
Folge von der Struktur: Volumen vergrößert sich, Dichte verringert sich
Eis hat das größte Volumen, aber eine sehr geringe Dichte
- Wasser (flüssig)
Polyhydronen
bilden sich Molekülagregate (Klaster)
Wasserstoffbrückenbindungen (Kraft) -> weniger als bei fest
Ursache: zwischenmolekulare Kräfte
Moleküle sind weiter auseinander, deshalb ist die Bindung nicht so stark ->
können sich freier bewegen
- Wasserdampf (gasförmig)
bilden sich Monohydronen
jedes Molekül ist für sich selbst
sehr frei, sehr beweglich
keine starke Bindung, weil es zu wenig Moleküle an einem Ort sind
Van-der-Waals-Kräfte
Dichteanomalie
Wasser ist der wichtigste Vertreter der Dichteanomalie
Wasser ist wesentlich dichter als Eis
ca. bei 4 Grad Celsius das Dichtemaximum von Wasser
je kälter/wärmer es wird, desto kleiner wird die Dichte
Dichtesprung bei 0 Grad Celsius (Dichte nimmt immer weiter ab) -> deshalb
schwimmt Eis auf dem Wasser
Dichte ist stark abhängig von dem Salzgehalt
Salzhaltiges Wasser gefriert daher unterhalb von 0 Grad Celsius
Volumen
minimales Volumen bei 4 Grad Celsius
Eis hat ein viel größeres Volumen als Wasser bei 0 Grad Celsius -> Volumen von
Eis nimmt bei 0 Grad Celsius explosiv zu (Volumen des Wassers nimmt, sobald es
zu Eis wird enorm zu)
Seen gefrieren von oben her
oben die geringste Temperatur
unten im See haben wir 4 Grad Celsius
im Sommer immer das warme Wasser oben
Aggregatszustände Wasser Dreieck
siehe Abbildung
am meisten Energie wird verbraucht: von fest zu gasförmig (Phasenübergang)
viel Energie wird verbraucht: wenn das Wasser verdunstet oder schmelzt
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