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
Gipskarton, k = 0,17150 mm19 °C-12 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Gipskarton ist 150 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 19 °C und -12 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 150 mmA = 20 m²T1 = 19 °CT2 = -12 °C
q″ = W/m²
2.Leicht
Expandiertes Polystyrol, k = 0,03550 mm18 °C-1 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus expandiertes Polystyrol ist 50 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und -1 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 50 mmA = 10 m²T1 = 18 °CT2 = -1 °C
Q̇ = W
3.Mittel
Expandiertes Polystyrol, k = 0,035100 mmGipskarton, k = 0,17100 mm17 °C-5 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 100 mm expandiertes Polystyrol und 100 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 17 °C und -5 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 100 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 20 m²T1 = 17 °CT3 = -5 °C
Q̇ = W
4.Mittel
Glas, k = 0,9650 mmGipskarton, k = 0,17150 mm15 °C-11 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 50 mm Glas und 150 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 15 °C und -11 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 50 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 15 m²T1 = 15 °CT3 = -11 °C
Ti = °C
5.Schwer
Expandiertes Polystyrol, k = 0,03550 mmGipskarton, k = 0,1750 mmRaum 21 °Caußen 2 °CQ̇

Eine Wand aus 50 mm expandiertes Polystyrol und 50 mm Gipskarton trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit 2 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L1 = 50 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 4 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = 2 °C
U = W/(m²·K)
6.Schwer
Expandiertes Polystyrol, k = 0,035100 mmMineralwolle, k = 0,04150 mmRaum 20 °Caußen 4 °CTs​ = ?Q̇

Eine Wand aus 100 mm expandiertes Polystyrol und 150 mm Mineralwolle 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 10 m². Bestimme die Temperatur Ts der Innenoberfläche der Wand.

L1 = 100 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 10 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = 4 °C
Ts = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. q″ = 35,13 W/m²
  2. 2. Q̇ = 133 W
  3. 3. Q̇ = 127,7 W
  4. 4. Ti = 13,55 °C
  5. 5. U = 0,5201 W/(m²·K)
  6. 6. Ts = 19,69 °C

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