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
Ziegel, k = 0,7220 mm20 °C6 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Ziegel ist 20 mm dick und hat eine Fläche von 6 m². Ihre Oberflächen haben 20 °C und 6 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 20 mmA = 6 m²T1 = 20 °CT2 = 6 °C
q″ = W/m²
2.Leicht
Ziegel, k = 0,72150 mm19 °C5 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus Ziegel ist 150 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 19 °C und 5 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 150 mmA = 8 m²T1 = 19 °CT2 = 5 °C
Q̇ = W
3.Mittel
Holz, k = 0,17250 mmZiegel, k = 0,7225 mm15 °C3 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 250 mm Holz und 25 mm Ziegel, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 15 °C und 3 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 250 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 8 m²T1 = 15 °CT3 = 3 °C
Ti = °C
4.Mittel
Expandiertes Polystyrol, k = 0,035100 mmZiegel, k = 0,7225 mm23 °C6 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 100 mm expandiertes Polystyrol und 25 mm Ziegel, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 23 °C und 6 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 100 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 12 m²T1 = 23 °CT3 = 6 °C
Q̇ = W
5.Schwer
Gipskarton, k = 0,17150 mmExpandiertes Polystyrol, k = 0,03525 mmRaum 21 °Caußen 5 °CTs​ = ?Q̇

Eine Wand aus 150 mm Gipskarton und 25 mm expandiertes Polystyrol trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit 5 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 20 m². Bestimme die Temperatur Ts der Innenoberfläche der Wand.

L1 = 150 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 20 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = 5 °C
Ts = °C
6.Schwer
Beton, k = 1,4100 mmGlas, k = 0,96100 mmRaum 20 °Caußen -4 °CTs​ = ?Q̇

Eine Wand aus 100 mm Beton und 100 mm Glas trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -4 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme die Temperatur Ts der Innenoberfläche der Wand.

L1 = 100 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 4 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -4 °C
Ts = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. q″ = 504 W/m²
  2. 2. Q̇ = 537,6 W
  3. 3. Ti = 3,277 °C
  4. 4. Q̇ = 70,54 W
  5. 5. Ts = 19,52 °C
  6. 6. Ts = 10,8 °C

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