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
Gipskarton, k = 0,17100 mm20 °C-15 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus Gipskarton ist 100 mm dick und hat eine Fläche von 6 m². Ihre Oberflächen haben 20 °C und -15 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 100 mmA = 6 m²T1 = 20 °CT2 = -15 °C
Q̇ = W
2.Leicht
Beton, k = 1,450 mm21 °C9 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Beton ist 50 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 21 °C und 9 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 50 mmA = 15 m²T1 = 21 °CT2 = 9 °C
q″ = W/m²
3.Mittel
Holz, k = 0,1750 mmZiegel, k = 0,7250 mm23 °C-2 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 50 mm Holz und 50 mm Ziegel, mit einer Fläche von 10 m². Die Außenflächen haben 23 °C und -2 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 50 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 10 m²T1 = 23 °CT3 = -2 °C
Q̇ = W
4.Mittel
Beton, k = 1,4200 mmZiegel, k = 0,72150 mm24 °C0 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 200 mm Beton und 150 mm Ziegel, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 24 °C und 0 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 200 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 8 m²T1 = 24 °CT3 = 0 °C
Ti = °C
5.Schwer
Gipskarton, k = 0,17100 mmGlas, k = 0,9625 mmRaum 20 °Caußen -12 °CTs​ = ?Q̇

Eine Wand aus 100 mm Gipskarton und 25 mm Glas trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -12 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 20 m². Bestimme die Temperatur Ts der Innenoberfläche der Wand.

L1 = 100 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 20 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -12 °C
Ts = °C
6.Schwer
Mineralwolle, k = 0,04200 mmZiegel, k = 0,7225 mmRaum 21 °Caußen 1 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus 200 mm Mineralwolle und 25 mm Ziegel trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit 1 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 15 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L1 = 200 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 15 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = 1 °C
Q̇ = W

Lösungsschlüssel

  1. 1. Q̇ = 357 W
  2. 2. q″ = 336 W/m²
  3. 3. Q̇ = 687,6 W
  4. 4. Ti = 14,24 °C
  5. 5. Ts = 14,7 °C
  6. 6. Q̇ = 57,72 W

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