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 Beton ist 20 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 16 °C und -15 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 20 mmA = 4 m²T₁ = 16 °CT₂ = -15 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus expandiertes Polystyrol ist 20 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 24 °C und 9 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 20 mmA = 20 m²T₁ = 24 °CT₂ = 9 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 150 mm expandiertes Polystyrol und 25 mm Holz, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 21 °C und -8 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 8 m²T₁ = 21 °CT₃ = -8 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm Gipskarton und 50 mm Holz, mit einer Fläche von 4 m². Die Außenflächen haben 25 °C und 7 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 4 m²T₁ = 25 °CT₃ = 7 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 50 mm expandiertes Polystyrol und 75 mm Gipskarton trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -13 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 15 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 15 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -13 °C

T_s = °C

6.Schwer

Eine Wand aus 100 mm expandiertes Polystyrol und 50 mm Ziegel trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -12 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 20 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 20 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -12 °C

U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

1. q″ = 2170 W/m²
2. Q̇ = 525 W
3. T_i = −7,038 °C
4. T_i = 13 °C
5. T_s = 19,18 °C
6. U = 0,3192 W/(m²·K)

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