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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Name: ____________________ Datum: ____________

1.Leicht

Eine Wand aus Ziegel ist 150 mm dick und hat eine Fläche von 6 m². Ihre Oberflächen haben 23 °C und 1 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 150 mmA = 6 m²T₁ = 23 °CT₂ = 1 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus expandiertes Polystyrol ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und -2 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 250 mmA = 20 m²T₁ = 18 °CT₂ = -2 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 50 mm Ziegel und 25 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 4 m². Die Außenflächen haben 24 °C und -4 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 4 m²T₁ = 24 °CT₃ = -4 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 250 mm expandiertes Polystyrol und 100 mm Ziegel, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 20 °C und -15 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 15 m²T₁ = 20 °CT₃ = -15 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 150 mm Beton und 150 mm Gipskarton trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -7 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 8 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 8 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -7 °C

T_s = °C

6.Schwer

Eine Wand aus 250 mm Mineralwolle und 100 mm Gipskarton trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit 2 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 12 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = 2 °C

T_s = °C

Lösungsschlüssel

1. q″ = 105,6 W/m²
2. Q̇ = 56 W
3. T_i = 15,02 °C
4. T_i = −14,33 °C
5. T_s = 17,94 °C
6. T_s = 19,68 °C

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