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 expandiertes Polystyrol ist 100 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 15 °C und 2 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 100 mmA = 8 m²T₁ = 15 °CT₂ = 2 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Beton ist 150 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 15 °C und 10 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 150 mmA = 20 m²T₁ = 15 °CT₂ = 10 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 250 mm expandiertes Polystyrol und 25 mm Ziegel, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 19 °C und -13 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 12 m²T₁ = 19 °CT₃ = -13 °C

Q̇ = W

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm Ziegel und 150 mm expandiertes Polystyrol, mit einer Fläche von 4 m². Die Außenflächen haben 23 °C und 10 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 4 m²T₁ = 23 °CT₃ = 10 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 150 mm Gipskarton und 50 mm Glas trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -13 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 15 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 15 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -13 °C

T_s = °C

6.Schwer

Eine Wand aus 50 mm Gipskarton und 150 mm Glas trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -4 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 20 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 20 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -4 °C

U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

1. q″ = 4,55 W/m²
2. q″ = 46,67 W/m²
3. Q̇ = 53,5 W
4. T_i = 22,59 °C
5. T_s = 16,86 °C
6. U = 1,63 W/(m²·K)

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