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 = 0,04100 mm18 °C-8 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Mineralwolle ist 100 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und -8 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,04 W/(m·K)L = 100 mmA = 10 m²T1 = 18 °CT2 = -8 °C
q″ = W/m²
2.Leicht
Holz, k = 0,1750 mm21 °C1 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus Holz ist 50 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 21 °C und 1 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 50 mmA = 10 m²T1 = 21 °CT2 = 1 °C
Q̇ = W
3.Mittel
Holz, k = 0,17200 mmBeton, k = 1,4100 mm23 °C-6 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 200 mm Holz und 100 mm Beton, mit einer Fläche von 10 m². Die Außenflächen haben 23 °C und -6 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 200 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 10 m²T1 = 23 °CT3 = -6 °C
Q̇ = W
4.Mittel
Expandiertes Polystyrol, k = 0,035250 mmHolz, k = 0,17150 mm25 °C-10 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 250 mm expandiertes Polystyrol und 150 mm Holz, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 25 °C und -10 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 250 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 20 m²T1 = 25 °CT3 = -10 °C
Q̇ = W
5.Schwer
Beton, k = 1,4100 mmExpandiertes Polystyrol, k = 0,03525 mmRaum 21 °Caußen 2 °CQ̇

Eine Wand aus 100 mm Beton und 25 mm expandiertes Polystyrol trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit 2 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 12 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L1 = 100 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 12 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = 2 °C
U = W/(m²·K)
6.Schwer
Mineralwolle, k = 0,04250 mmBeton, k = 1,450 mmRaum 21 °Caußen -11 °CTs​ = ?Q̇

Eine Wand aus 250 mm Mineralwolle und 50 mm Beton trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -11 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 8 m². Bestimme die Temperatur Ts der Innenoberfläche der Wand.

L1 = 250 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 8 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -11 °C
Ts = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. q″ = 10,4 W/m²
  2. 2. Q̇ = 680 W
  3. 3. Q̇ = 232,4 W
  4. 4. Q̇ = 87,23 W
  5. 5. U = 1,014 W/(m²·K)
  6. 6. Ts = 20,5 °C

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