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

Eine Wand aus Ziegel ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und -8 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 10 mmA = 8 m²T₁ = 18 °CT₂ = -8 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus expandiertes Polystyrol ist 150 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und -2 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 150 mmA = 10 m²T₁ = 18 °CT₂ = -2 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Ziegel und 150 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 22 °C und -12 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²T₁ = 22 °CT₃ = -12 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 250 mm Ziegel und 150 mm expandiertes Polystyrol, mit einer Fläche von 4 m². Die Außenflächen haben 18 °C und -15 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 4 m²T₁ = 18 °CT₃ = -15 °C

Q̇ = W

5.Schwer

Eine Wand aus 50 mm Ziegel und 100 mm Holz trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -2 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 20 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 20 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -2 °C

U = W/(m²·K)

6.Schwer

Eine Wand aus 50 mm Ziegel und 75 mm expandiertes Polystyrol trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -9 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 15 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 15 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -9 °C

U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

1. q″ = 1872 W/m²
2. Q̇ = 46,67 W
3. T_i = 13,86 °C
4. Q̇ = 28,49 W
5. U = 1,144 W/(m²·K)
6. U = 0,4233 W/(m²·K)

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