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
Mineralwolle, k = 0,0420 mm18 °C-1 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Mineralwolle ist 20 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und -1 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,04 W/(m·K)L = 20 mmA = 15 m²T1 = 18 °CT2 = -1 °C
q″ = W/m²
2.Leicht
Beton, k = 1,4250 mm23 °C0 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Beton ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 12 m². Ihre Oberflächen haben 23 °C und 0 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 250 mmA = 12 m²T1 = 23 °CT2 = 0 °C
q″ = W/m²
3.Mittel
Beton, k = 1,4100 mmGipskarton, k = 0,17150 mm17 °C-5 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 100 mm Beton und 150 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 17 °C und -5 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 100 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 8 m²T1 = 17 °CT3 = -5 °C
Ti = °C
4.Mittel
Expandiertes Polystyrol, k = 0,035200 mmGipskarton, k = 0,17100 mm18 °C9 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 200 mm expandiertes Polystyrol und 100 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 18 °C und 9 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 200 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 8 m²T1 = 18 °CT3 = 9 °C
Q̇ = W
5.Schwer
Beton, k = 1,4250 mmZiegel, k = 0,7250 mmRaum 22 °Caußen 4 °CQ̇

Eine Wand aus 250 mm Beton und 50 mm Ziegel trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit 4 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 15 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L1 = 250 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 15 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = 4 °C
U = W/(m²·K)
6.Schwer
Mineralwolle, k = 0,04100 mmGipskarton, k = 0,17100 mmRaum 21 °Caußen -7 °CQ̇

Eine Wand aus 100 mm Mineralwolle und 100 mm Gipskarton trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -7 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 10 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L1 = 100 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 10 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -7 °C
U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

  1. 1. q″ = 38 W/m²
  2. 2. q″ = 128,8 W/m²
  3. 3. Ti = 15,35 °C
  4. 4. Q̇ = 11,42 W
  5. 5. U = 2,512 W/(m²·K)
  6. 6. U = 0,306 W/(m²·K)

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