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 Holz ist 150 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 15 °C und -5 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 150 mmA = 20 m²T₁ = 15 °CT₂ = -5 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Beton ist 200 mm dick und hat eine Fläche von 12 m². Ihre Oberflächen haben 25 °C und 0 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 200 mmA = 12 m²T₁ = 25 °CT₂ = 0 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 150 mm Gipskarton und 25 mm expandiertes Polystyrol, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 16 °C und -6 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 8 m²T₁ = 16 °CT₃ = -6 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 150 mm Ziegel und 150 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 16 °C und 5 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²T₁ = 16 °CT₃ = 5 °C

Q̇ = W

5.Schwer

Eine Wand aus 50 mm Beton und 75 mm Glas trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -7 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 20 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 50 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 20 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -7 °C

Q̇ = W

6.Schwer

Eine Wand aus 200 mm Beton und 50 mm Gipskarton trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -8 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 8 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 8 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -8 °C

U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

1. q″ = 22,67 W/m²
2. Q̇ = 2100 W
3. T_i = 3,842 °C
4. Q̇ = 121 W
5. Q̇ = 1937 W
6. U = 1,661 W/(m²·K)

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