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 Holz ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 15 °C und 6 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 10 mmA = 15 m²T₁ = 15 °CT₂ = 6 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Beton ist 50 mm dick und hat eine Fläche von 12 m². Ihre Oberflächen haben 22 °C und -5 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 50 mmA = 12 m²T₁ = 22 °CT₂ = -5 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 50 mm Ziegel und 25 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 19 °C und -7 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 15 m²T₁ = 19 °CT₃ = -7 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Holz und 75 mm Glas, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 16 °C und 1 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 15 m²T₁ = 16 °CT₃ = 1 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 100 mm expandiertes Polystyrol und 25 mm Mineralwolle trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit 5 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 8 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 8 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = 5 °C

U = W/(m²·K)

6.Schwer

Eine Wand aus 50 mm Holz und 50 mm Ziegel trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -12 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 20 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 20 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -12 °C

U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

1. q″ = 153 W/m²
2. Q̇ = 9072 W
3. T_i = 10,66 °C
4. T_i = 1,934 °C
5. U = 0,2747 W/(m²·K)
6. U = 1,892 W/(m²·K)

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