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 250 mm dick und hat eine Fläche von 6 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und 3 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 250 mmA = 6 m²T₁ = 18 °CT₂ = 3 °C

Q̇ = W

2.Leicht

Eine Wand aus Mineralwolle ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 6 m². Ihre Oberflächen haben 15 °C und -15 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,04 W/(m·K)L = 10 mmA = 6 m²T₁ = 15 °CT₂ = -15 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 150 mm Ziegel und 100 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 22 °C und -10 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 8 m²T₁ = 22 °CT₃ = -10 °C

Q̇ = W

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 50 mm Holz und 75 mm Glas, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 22 °C und 5 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 20 m²T₁ = 22 °CT₃ = 5 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 200 mm Gipskarton und 25 mm Ziegel trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit 0 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 15 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 15 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = 0 °C

U = W/(m²·K)

6.Schwer

Eine Wand aus 150 mm Gipskarton und 25 mm Holz trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -12 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 20 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 20 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -12 °C

U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

1. Q̇ = 61,2 W
2. q″ = 120 W/m²
3. Q̇ = 321,4 W
4. T_i = 8,568 °C
5. U = 0,7241 W/(m²·K)
6. U = 0,8419 W/(m²·K)

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