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 Mineralwolle ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 16 °C und -3 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,04 W/(m·K)L = 10 mmA = 4 m²T₁ = 16 °CT₂ = -3 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Beton ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 19 °C und -4 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 250 mmA = 10 m²T₁ = 19 °CT₂ = -4 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 150 mm Ziegel und 150 mm Holz, mit einer Fläche von 4 m². Die Außenflächen haben 16 °C und 10 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 4 m²T₁ = 16 °CT₃ = 10 °C

Q̇ = W

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm Glas und 75 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 6 m². Die Außenflächen haben 15 °C und -5 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 6 m²T₁ = 15 °CT₃ = -5 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 200 mm Holz und 50 mm Ziegel trennt einen Raum mit 22 °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 4 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 4 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -1 °C

Q̇ = W

6.Schwer

Eine Wand aus 50 mm Mineralwolle und 50 mm Gipskarton trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -3 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 20 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 20 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -3 °C

T_s = °C

Lösungsschlüssel

1. q″ = 76 W/m²
2. Q̇ = 1288 W
3. Q̇ = 22 W
4. T_i = 11,18 °C
5. Q̇ = 65,91 W
6. T_s = 17,82 °C

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