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 4 m². Ihre Oberflächen haben 23 °C und -5 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 10 mmA = 4 m²T₁ = 23 °CT₂ = -5 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Ziegel ist 50 mm dick und hat eine Fläche von 12 m². Ihre Oberflächen haben 15 °C und -11 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 50 mmA = 12 m²T₁ = 15 °CT₂ = -11 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm Ziegel und 100 mm Holz, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 21 °C und -7 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 15 m²T₁ = 21 °CT₃ = -7 °C

Q̇ = W

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Holz und 50 mm Ziegel, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 15 °C und 10 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 8 m²T₁ = 15 °CT₃ = 10 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 150 mm Beton und 50 mm Ziegel trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -6 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 6 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -6 °C

U = W/(m²·K)

6.Schwer

Eine Wand aus 150 mm expandiertes Polystyrol und 50 mm Holz trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit 3 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 12 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = 3 °C

U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

1. q″ = 2016 W/m²
2. Q̇ = 4493 W
3. Q̇ = 577,6 W
4. T_i = 10,28 °C
5. U = 2,655 W/(m²·K)
6. U = 0,2114 W/(m²·K)

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