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
Mineralwolle, k = 0,04250 mm20 °C-7 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Mineralwolle ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 20 °C und -7 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,04 W/(m·K)L = 250 mmA = 15 m²T1 = 20 °CT2 = -7 °C
q″ = W/m²
2.Leicht
Holz, k = 0,1750 mm17 °C-2 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Holz ist 50 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 17 °C und -2 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 50 mmA = 10 m²T1 = 17 °CT2 = -2 °C
q″ = W/m²
3.Mittel
Ziegel, k = 0,72100 mmBeton, k = 1,4150 mm17 °C7 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 100 mm Ziegel und 150 mm Beton, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 17 °C und 7 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 100 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 8 m²T1 = 17 °CT3 = 7 °C
Q̇ = W
4.Mittel
Glas, k = 0,96200 mmHolz, k = 0,1775 mm22 °C-3 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 200 mm Glas und 75 mm Holz, mit einer Fläche von 6 m². Die Außenflächen haben 22 °C und -3 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 200 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 6 m²T1 = 22 °CT3 = -3 °C
Ti = °C
5.Schwer
Expandiertes Polystyrol, k = 0,035250 mmMineralwolle, k = 0,0450 mmRaum 21 °Caußen 3 °CQ̇

Eine Wand aus 250 mm expandiertes Polystyrol und 50 mm Mineralwolle trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit 3 °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 = 250 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 4 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = 3 °C
U = W/(m²·K)
6.Schwer
Glas, k = 0,96100 mmHolz, k = 0,1750 mmRaum 22 °Caußen -9 °CTs​ = ?Q̇

Eine Wand aus 100 mm Glas und 50 mm Holz trennt einen Raum mit 22 °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 4 m². Bestimme die Temperatur Ts der Innenoberfläche der Wand.

L1 = 100 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 4 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = -9 °C
Ts = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. q″ = 4,32 W/m²
  2. 2. q″ = 64,6 W/m²
  3. 3. Q̇ = 325,2 W
  4. 4. Ti = 13,98 °C
  5. 5. U = 0,1168 W/(m²·K)
  6. 6. Ts = 16,35 °C

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