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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Name: ____________________ Datum: ____________

1.Leicht

Eine Wand aus Glas ist 200 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 22 °C und -12 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,96 W/(m·K)L = 200 mmA = 15 m²T₁ = 22 °CT₂ = -12 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Ziegel ist 20 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 16 °C und -4 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 20 mmA = 4 m²T₁ = 16 °CT₂ = -4 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 250 mm Holz und 100 mm Beton, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 25 °C und -13 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 8 m²T₁ = 25 °CT₃ = -13 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 50 mm Glas und 100 mm Holz, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 18 °C und -1 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 8 m²T₁ = 18 °CT₃ = -1 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 100 mm Gipskarton und 50 mm Glas trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -12 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 20 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 20 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -12 °C

T_s = °C

6.Schwer

Eine Wand aus 250 mm Glas und 50 mm Holz trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -7 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 10 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 = 10 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -7 °C

Q̇ = W

Lösungsschlüssel

1. q″ = 163,2 W/m²
2. q″ = 720 W/m²
3. T_i = −11,24 °C
4. T_i = 16,45 °C
5. T_s = 16,82 °C
6. Q̇ = 406,8 W

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