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 Gipskarton ist 50 mm dick und hat eine Fläche von 6 m². Ihre Oberflächen haben 16 °C und -1 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 50 mmA = 6 m²T₁ = 16 °CT₂ = -1 °C

Q̇ = W

2.Leicht

Eine Wand aus expandiertes Polystyrol ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 12 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und -6 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 250 mmA = 12 m²T₁ = 18 °CT₂ = -6 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Mineralwolle und 75 mm Ziegel, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 16 °C und -7 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 12 m²T₁ = 16 °CT₃ = -7 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 150 mm Gipskarton und 150 mm Beton, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 22 °C und -15 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 20 m²T₁ = 22 °CT₃ = -15 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 150 mm Holz und 75 mm Ziegel trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -8 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 6 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -8 °C

T_s = °C

6.Schwer

Eine Wand aus 250 mm Glas und 25 mm Holz trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -14 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 4 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -14 °C

U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

1. Q̇ = 346,8 W
2. Q̇ = 40,32 W
3. T_i = −6,531 °C
4. T_i = −10,99 °C
5. T_s = 16,88 °C
6. U = 1,602 W/(m²·K)

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