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 200 mm dick und hat eine Fläche von 12 m². Ihre Oberflächen haben 20 °C und -6 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 200 mmA = 12 m²T₁ = 20 °CT₂ = -6 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Holz ist 100 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 25 °C und -4 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 100 mmA = 10 m²T₁ = 25 °CT₂ = -4 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Glas und 75 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 20 °C und -2 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 8 m²T₁ = 20 °CT₃ = -2 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 50 mm Mineralwolle und 150 mm Holz, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 16 °C und 1 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 15 m²T₁ = 16 °CT₃ = 1 °C

Q̇ = W

5.Schwer

Eine Wand aus 50 mm Mineralwolle und 150 mm Holz trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -5 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 10 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 10 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -5 °C

U = W/(m²·K)

6.Schwer

Eine Wand aus 250 mm Ziegel und 25 mm Gipskarton trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -1 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 15 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 15 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -1 °C

U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

1. q″ = 93,6 W/m²
2. q″ = 49,3 W/m²
3. T_i = 12,94 °C
4. Q̇ = 105,5 W
5. U = 0,4257 W/(m²·K)
6. U = 1,506 W/(m²·K)

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