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 200 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 24 °C und -6 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 200 mmA = 4 m²T₁ = 24 °CT₂ = -6 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Holz ist 20 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 23 °C und 9 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 20 mmA = 20 m²T₁ = 23 °CT₂ = 9 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm Ziegel und 75 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 6 m². Die Außenflächen haben 22 °C und 8 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 6 m²T₁ = 22 °CT₃ = 8 °C

Q̇ = W

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Beton und 75 mm Glas, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 15 °C und -8 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 200 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 12 m²T₁ = 15 °CT₃ = -8 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 50 mm Gipskarton und 75 mm Beton trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -3 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 8 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 8 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -3 °C

U = W/(m²·K)

6.Schwer

Eine Wand aus 50 mm Glas und 75 mm Gipskarton trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -7 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 12 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -7 °C

U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

1. q″ = 25,5 W/m²
2. Q̇ = 2380 W
3. Q̇ = 144,8 W
4. T_i = 0,1313 °C
5. U = 1,826 W/(m²·K)
6. U = 1,442 W/(m²·K)

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