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 12 m². Ihre Oberflächen haben 19 °C und 5 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,04 W/(m·K)L = 10 mmA = 12 m²T₁ = 19 °CT₂ = 5 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Ziegel ist 200 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 22 °C und 7 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 200 mmA = 8 m²T₁ = 22 °CT₂ = 7 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Beton und 100 mm Glas, mit einer Fläche von 4 m². Die Außenflächen haben 24 °C und -13 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 200 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 4 m²T₁ = 24 °CT₃ = -13 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm Glas und 150 mm Mineralwolle, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 19 °C und -7 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 15 m²T₁ = 19 °CT₃ = -7 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 50 mm Holz und 25 mm expandiertes Polystyrol trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -2 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 6 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -2 °C

U = W/(m²·K)

6.Schwer

Eine Wand aus 200 mm expandiertes Polystyrol und 50 mm Mineralwolle 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 10 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 10 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = 1 °C

T_s = °C

Lösungsschlüssel

1. q″ = 56 W/m²
2. Q̇ = 432 W
3. T_i = 2,602 °C
4. T_i = 18,3 °C
5. U = 0,8487 W/(m²·K)
6. T_s = 21,7 °C

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