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 = 0,17250 mm21 °C-15 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus Gipskarton ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 12 m². Ihre Oberflächen haben 21 °C und -15 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 250 mmA = 12 m²T1 = 21 °CT2 = -15 °C
Q̇ = W
2.Leicht
Holz, k = 0,1720 mm15 °C-15 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Holz ist 20 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 15 °C und -15 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 20 mmA = 15 m²T1 = 15 °CT2 = -15 °C
q″ = W/m²
3.Mittel
Ziegel, k = 0,72200 mmExpandiertes Polystyrol, k = 0,03525 mm24 °C-13 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 200 mm Ziegel und 25 mm expandiertes Polystyrol, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 24 °C und -13 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 200 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 12 m²T1 = 24 °CT3 = -13 °C
Q̇ = W
4.Mittel
Mineralwolle, k = 0,04100 mmBeton, k = 1,4100 mm17 °C3 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 100 mm Mineralwolle und 100 mm Beton, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 17 °C und 3 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 100 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 8 m²T1 = 17 °CT3 = 3 °C
Q̇ = W
5.Schwer
Glas, k = 0,96150 mmZiegel, k = 0,72100 mmRaum 20 °Caußen -11 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus 150 mm Glas und 100 mm Ziegel trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -11 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 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 = 100 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 20 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -11 °C
Q̇ = W
6.Schwer
Mineralwolle, k = 0,04100 mmExpandiertes Polystyrol, k = 0,03575 mmRaum 22 °Caußen -9 °CTs​ = ?Q̇

Eine Wand aus 100 mm Mineralwolle und 75 mm expandiertes Polystyrol trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -9 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 30 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 = 0,035 W/(m·K)A = 20 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = -9 °C
Ts = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. Q̇ = 293,8 W
  2. 2. q″ = 255 W/m²
  3. 3. Q̇ = 447,6 W
  4. 4. Q̇ = 43,56 W
  5. 5. Q̇ = 1305 W
  6. 6. Ts = 21,19 °C

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