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
Beton, k = 1,4150 mm16 °C4 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus Beton ist 150 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 16 °C und 4 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 150 mmA = 4 m²T1 = 16 °CT2 = 4 °C
Q̇ = W
2.Leicht
Expandiertes Polystyrol, k = 0,03520 mm25 °C-3 °Cq″ = ?

Eine Wand aus expandiertes Polystyrol ist 20 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 25 °C und -3 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 20 mmA = 4 m²T1 = 25 °CT2 = -3 °C
q″ = W/m²
3.Mittel
Glas, k = 0,96250 mmMineralwolle, k = 0,0425 mm22 °C10 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 250 mm Glas und 25 mm Mineralwolle, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 22 °C und 10 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 250 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 12 m²T1 = 22 °CT3 = 10 °C
Q̇ = W
4.Mittel
Ziegel, k = 0,7250 mmExpandiertes Polystyrol, k = 0,03550 mm23 °C1 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 50 mm Ziegel und 50 mm expandiertes Polystyrol, mit einer Fläche von 6 m². Die Außenflächen haben 23 °C und 1 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 50 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 6 m²T1 = 23 °CT3 = 1 °C
Ti = °C
5.Schwer
Mineralwolle, k = 0,04200 mmHolz, k = 0,17100 mmRaum 20 °Caußen 5 °CQ̇

Eine Wand aus 200 mm Mineralwolle und 100 mm Holz trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit 5 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L1 = 200 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 6 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = 5 °C
U = W/(m²·K)
6.Schwer
Gipskarton, k = 0,17200 mmGlas, k = 0,9675 mmRaum 20 °Caußen 2 °CQ̇

Eine Wand aus 200 mm Gipskarton und 75 mm Glas trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit 2 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L1 = 200 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 4 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = 2 °C
U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

  1. 1. Q̇ = 448 W
  2. 2. q″ = 49 W/m²
  3. 3. Q̇ = 162,6 W
  4. 4. Ti = 21,98 °C
  5. 5. U = 0,1738 W/(m²·K)
  6. 6. U = 0,702 W/(m²·K)

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