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 200 mm dick und hat eine Fläche von 12 m². Ihre Oberflächen haben 16 °C und 9 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 200 mmA = 12 m²T₁ = 16 °CT₂ = 9 °C

Q̇ = W

2.Leicht

Eine Wand aus Gipskarton ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 25 °C und -5 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 10 mmA = 20 m²T₁ = 25 °CT₂ = -5 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 250 mm Holz und 25 mm Glas, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 15 °C und -5 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 20 m²T₁ = 15 °CT₃ = -5 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 50 mm Gipskarton und 150 mm Glas, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 16 °C und -10 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 8 m²T₁ = 16 °CT₃ = -10 °C

Q̇ = W

5.Schwer

Eine Wand aus 200 mm Beton und 75 mm Mineralwolle trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -6 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 15 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 15 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -6 °C

U = W/(m²·K)

6.Schwer

Eine Wand aus 250 mm Ziegel und 25 mm Beton trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit 4 °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 = 250 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 10 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = 4 °C

T_s = °C

Lösungsschlüssel

1. Q̇ = 302,4 W
2. q″ = 510 W/m²
3. T_i = −4,652 °C
4. Q̇ = 461,8 W
5. U = 0,4475 W/(m²·K)
6. T_s = 17,7 °C

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