Arbeitsblatt Wärmeleitung mit Lösungen

Kostenloses Arbeitsblatt Wärmeleitung zum Ausdrucken: 6 Aufgaben von leicht bis Prüfungsniveau, mit Lösungsschlüssel. Drucke es aus oder speichere es als PDF.

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1.Leicht
Glas, k = 0,96250 mm17 °C-3 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Glas ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 17 °C und -3 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,96 W/(m·K)L = 250 mmA = 8 m²T1 = 17 °CT2 = -3 °C
q″ = W/m²
2.Leicht
Beton, k = 1,4150 mm21 °C-15 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Beton ist 150 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 21 °C und -15 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 150 mmA = 10 m²T1 = 21 °CT2 = -15 °C
q″ = W/m²
3.Mittel
Glas, k = 0,96250 mmZiegel, k = 0,72100 mm17 °C-2 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 250 mm Glas und 100 mm Ziegel, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 17 °C und -2 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 250 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 12 m²T1 = 17 °CT3 = -2 °C
Ti = °C
4.Mittel
Holz, k = 0,1750 mmExpandiertes Polystyrol, k = 0,03525 mm20 °C-12 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 50 mm Holz und 25 mm expandiertes Polystyrol, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 20 °C und -12 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 50 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 15 m²T1 = 20 °CT3 = -12 °C
Q̇ = W
5.Schwer
Expandiertes Polystyrol, k = 0,035200 mmGlas, k = 0,9625 mmRaum 20 °Caußen 1 °CTs​ = ?Q̇

Eine Wand aus 200 mm expandiertes Polystyrol und 25 mm Glas trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit 1 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 10 m². Bestimme die Temperatur Ts der Innenoberfläche der Wand.

L1 = 200 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 10 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = 1 °C
Ts = °C
6.Schwer
Gipskarton, k = 0,17250 mmZiegel, k = 0,72150 mmRaum 20 °Caußen 0 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus 250 mm Gipskarton und 150 mm Ziegel trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit 0 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L1 = 250 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 4 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = 0 °C
Q̇ = W

Lösungsschlüssel

  1. 1. q″ = 76,8 W/m²
  2. 2. q″ = 336 W/m²
  3. 3. Ti = 4,609 °C
  4. 4. Q̇ = 476 W
  5. 5. Ts = 19,68 °C
  6. 6. Q̇ = 43,39 W

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