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
Holz, k = 0,1720 mm22 °C4 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Holz ist 20 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 22 °C und 4 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 20 mmA = 20 m²T1 = 22 °CT2 = 4 °C
q″ = W/m²
2.Leicht
Holz, k = 0,17150 mm18 °C5 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus Holz ist 150 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und 5 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 150 mmA = 8 m²T1 = 18 °CT2 = 5 °C
Q̇ = W
3.Mittel
Glas, k = 0,96100 mmGipskarton, k = 0,1750 mm25 °C-7 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 100 mm Glas und 50 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 25 °C und -7 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 100 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 8 m²T1 = 25 °CT3 = -7 °C
Ti = °C
4.Mittel
Holz, k = 0,17100 mmExpandiertes Polystyrol, k = 0,03525 mm20 °C5 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 100 mm Holz und 25 mm expandiertes Polystyrol, mit einer Fläche von 10 m². Die Außenflächen haben 20 °C und 5 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 100 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 10 m²T1 = 20 °CT3 = 5 °C
Ti = °C
5.Schwer
Glas, k = 0,96250 mmHolz, k = 0,1750 mmRaum 22 °Caußen -10 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus 250 mm Glas und 50 mm Holz trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -10 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 12 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L1 = 250 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = -10 °C
Q̇ = W
6.Schwer
Expandiertes Polystyrol, k = 0,03550 mmGlas, k = 0,9625 mmRaum 22 °Caußen -13 °CTs​ = ?Q̇

Eine Wand aus 50 mm expandiertes Polystyrol und 25 mm Glas trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -13 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme die Temperatur Ts der Innenoberfläche der Wand.

L1 = 50 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 6 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = -13 °C
Ts = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. q″ = 153 W/m²
  2. 2. Q̇ = 117,9 W
  3. 3. Ti = 16,63 °C
  4. 4. Ti = 13,23 °C
  5. 5. Q̇ = 558,2 W
  6. 6. Ts = 19,2 °C

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