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 200 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 17 °C und 7 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 200 mmA = 4 m²T₁ = 17 °CT₂ = 7 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Glas ist 150 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 22 °C und -1 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,96 W/(m·K)L = 150 mmA = 15 m²T₁ = 22 °CT₂ = -1 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 50 mm expandiertes Polystyrol und 150 mm Beton, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 15 °C und -12 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 12 m²T₁ = 15 °CT₃ = -12 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 250 mm Mineralwolle und 100 mm Ziegel, mit einer Fläche von 4 m². Die Außenflächen haben 16 °C und -6 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 4 m²T₁ = 16 °CT₃ = -6 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 200 mm Holz und 25 mm Glas trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -15 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 6 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -15 °C

Q̇ = W

6.Schwer

Eine Wand aus 100 mm expandiertes Polystyrol und 100 mm Holz trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit 3 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 4 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = 3 °C

Q̇ = W

Lösungsschlüssel

1. q″ = 8,5 W/m²
2. Q̇ = 2208 W
3. T_i = −10,12 °C
4. T_i = −5,522 °C
5. Q̇ = 165,4 W
6. Q̇ = 19,71 W

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