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
Glas, k = 0,9650 mm17 °C6 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Glas ist 50 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 17 °C und 6 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,96 W/(m·K)L = 50 mmA = 20 m²T1 = 17 °CT2 = 6 °C
q″ = W/m²
2.Leicht
Mineralwolle, k = 0,04150 mm24 °C6 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus Mineralwolle ist 150 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 24 °C und 6 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,04 W/(m·K)L = 150 mmA = 15 m²T1 = 24 °CT2 = 6 °C
Q̇ = W
3.Mittel
Holz, k = 0,1750 mmZiegel, k = 0,72150 mm20 °C-5 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 50 mm Holz und 150 mm Ziegel, mit einer Fläche von 4 m². Die Außenflächen haben 20 °C und -5 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 50 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 4 m²T1 = 20 °CT3 = -5 °C
Ti = °C
4.Mittel
Beton, k = 1,4250 mmZiegel, k = 0,72150 mm15 °C3 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 250 mm Beton und 150 mm Ziegel, mit einer Fläche von 4 m². Die Außenflächen haben 15 °C und 3 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 250 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 4 m²T1 = 15 °CT3 = 3 °C
Q̇ = W
5.Schwer
Mineralwolle, k = 0,04100 mmHolz, k = 0,1775 mmRaum 22 °Caußen -2 °CTs​ = ?Q̇

Eine Wand aus 100 mm Mineralwolle und 75 mm Holz trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -2 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 20 m². Bestimme die Temperatur Ts der Innenoberfläche der Wand.

L1 = 100 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 20 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = -2 °C
Ts = °C
6.Schwer
Gipskarton, k = 0,17200 mmZiegel, k = 0,7275 mmRaum 20 °Caußen 2 °CQ̇

Eine Wand aus 200 mm Gipskarton und 75 mm Ziegel trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit 2 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 15 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L1 = 200 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 15 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = 2 °C
U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

  1. 1. q″ = 211,2 W/m²
  2. 2. Q̇ = 72 W
  3. 3. Ti = 5,366 °C
  4. 4. Q̇ = 124,1 W
  5. 5. Ts = 21 °C
  6. 6. U = 0,6926 W/(m²·K)

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