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 Beton ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und -6 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 10 mmA = 8 m²T₁ = 18 °CT₂ = -6 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Holz ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und -6 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 250 mmA = 4 m²T₁ = 18 °CT₂ = -6 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 250 mm expandiertes Polystyrol und 25 mm Beton, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 22 °C und 5 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 20 m²T₁ = 22 °CT₃ = 5 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 250 mm Glas und 150 mm Ziegel, mit einer Fläche von 10 m². Die Außenflächen haben 19 °C und -1 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 10 m²T₁ = 19 °CT₃ = -1 °C

Q̇ = W

5.Schwer

Eine Wand aus 150 mm Glas und 150 mm Gipskarton trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -2 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 20 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 20 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -2 °C

Q̇ = W

6.Schwer

Eine Wand aus 200 mm Holz und 25 mm Ziegel trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit 2 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 20 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 20 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = 2 °C

Q̇ = W

Lösungsschlüssel

1. q″ = 3360 W/m²
2. q″ = 16,32 W/m²
3. T_i = 5,042 °C
4. Q̇ = 426,7 W
5. Q̇ = 362,6 W
6. Q̇ = 282,6 W

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