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
Gipskarton, k = 0,1710 mm18 °C9 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Gipskarton ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und 9 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 10 mmA = 15 m²T1 = 18 °CT2 = 9 °C
q″ = W/m²
2.Leicht
Beton, k = 1,4250 mm16 °C-12 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Beton ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 16 °C und -12 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 250 mmA = 10 m²T1 = 16 °CT2 = -12 °C
q″ = W/m²
3.Mittel
Holz, k = 0,1750 mmZiegel, k = 0,7250 mm16 °C9 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 50 mm Holz und 50 mm Ziegel, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 16 °C und 9 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 50 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 20 m²T1 = 16 °CT3 = 9 °C
Ti = °C
4.Mittel
Beton, k = 1,4150 mmGlas, k = 0,9625 mm25 °C0 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 150 mm Beton und 25 mm Glas, mit einer Fläche von 6 m². Die Außenflächen haben 25 °C und 0 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 150 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 6 m²T1 = 25 °CT3 = 0 °C
Q̇ = W
5.Schwer
Gipskarton, k = 0,1750 mmBeton, k = 1,4150 mmRaum 20 °Caußen 3 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus 50 mm Gipskarton und 150 mm Beton trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit 3 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 20 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L1 = 50 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 20 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = 3 °C
Q̇ = W
6.Schwer
Mineralwolle, k = 0,04200 mmZiegel, k = 0,72100 mmRaum 22 °Caußen 3 °CQ̇

Eine Wand aus 200 mm Mineralwolle und 100 mm Ziegel trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit 3 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 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 = 0,04 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 4 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = 3 °C
U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

  1. 1. q″ = 153 W/m²
  2. 2. q″ = 156,8 W/m²
  3. 3. Ti = 10,34 °C
  4. 4. Q̇ = 1126 W
  5. 5. Q̇ = 559,3 W
  6. 6. U = 0,1894 W/(m²·K)

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