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 = 0,9620 mm22 °C-12 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus Glas ist 20 mm dick und hat eine Fläche von 12 m². Ihre Oberflächen haben 22 °C und -12 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,96 W/(m·K)L = 20 mmA = 12 m²T1 = 22 °CT2 = -12 °C
Q̇ = W
2.Leicht
Expandiertes Polystyrol, k = 0,03510 mm16 °C0 °Cq″ = ?

Eine Wand aus expandiertes Polystyrol ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 12 m². Ihre Oberflächen haben 16 °C und 0 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 10 mmA = 12 m²T1 = 16 °CT2 = 0 °C
q″ = W/m²
3.Mittel
Ziegel, k = 0,72100 mmMineralwolle, k = 0,0425 mm20 °C-9 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 100 mm Ziegel und 25 mm Mineralwolle, mit einer Fläche von 4 m². Die Außenflächen haben 20 °C und -9 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 100 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 4 m²T1 = 20 °CT3 = -9 °C
Q̇ = W
4.Mittel
Ziegel, k = 0,72250 mmMineralwolle, k = 0,0450 mm24 °C1 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 250 mm Ziegel und 50 mm Mineralwolle, mit einer Fläche von 4 m². Die Außenflächen haben 24 °C und 1 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 250 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 4 m²T1 = 24 °CT3 = 1 °C
Ti = °C
5.Schwer
Ziegel, k = 0,7250 mmMineralwolle, k = 0,0450 mmRaum 21 °Caußen 0 °CQ̇

Eine Wand aus 50 mm Ziegel und 50 mm Mineralwolle trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit 0 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 8 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L1 = 50 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 8 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = 0 °C
U = W/(m²·K)
6.Schwer
Glas, k = 0,9650 mmExpandiertes Polystyrol, k = 0,03550 mmRaum 21 °Caußen -1 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus 50 mm Glas und 50 mm expandiertes Polystyrol trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -1 °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 = 50 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 20 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -1 °C
Q̇ = W

Lösungsschlüssel

  1. 1. Q̇ = 19584 W
  2. 2. q″ = 56 W/m²
  3. 3. Q̇ = 151,9 W
  4. 4. Ti = 19 °C
  5. 5. U = 0,6691 W/(m²·K)
  6. 6. Q̇ = 272,6 W

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