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 Ziegel ist 50 mm dick und hat eine Fläche von 12 m². Ihre Oberflächen haben 24 °C und 10 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 50 mmA = 12 m²T₁ = 24 °CT₂ = 10 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Beton ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 21 °C und -11 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 250 mmA = 20 m²T₁ = 21 °CT₂ = -11 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 50 mm Beton und 50 mm expandiertes Polystyrol, mit einer Fläche von 10 m². Die Außenflächen haben 15 °C und -7 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 50 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 10 m²T₁ = 15 °CT₃ = -7 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Mineralwolle und 50 mm Beton, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 21 °C und 3 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 12 m²T₁ = 21 °CT₃ = 3 °C

Q̇ = W

5.Schwer

Eine Wand aus 250 mm Gipskarton und 100 mm Mineralwolle trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -7 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 12 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 12 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -7 °C

Q̇ = W

6.Schwer

Eine Wand aus 50 mm expandiertes Polystyrol und 75 mm Mineralwolle trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -15 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 12 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 12 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -15 °C

U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

1. q″ = 201,6 W/m²
2. Q̇ = 3584 W
3. T_i = 14,46 °C
4. Q̇ = 42,89 W
5. Q̇ = 84,66 W
6. U = 0,2849 W/(m²·K)

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