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 Gipskarton ist 100 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 16 °C und 6 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 100 mmA = 8 m²T₁ = 16 °CT₂ = 6 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus expandiertes Polystyrol ist 50 mm dick und hat eine Fläche von 12 m². Ihre Oberflächen haben 21 °C und 4 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 50 mmA = 12 m²T₁ = 21 °CT₂ = 4 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 250 mm Mineralwolle und 150 mm Holz, mit einer Fläche von 6 m². Die Außenflächen haben 22 °C und 4 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 6 m²T₁ = 22 °CT₃ = 4 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm expandiertes Polystyrol und 100 mm Holz, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 25 °C und 6 °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 = 25 °CT₃ = 6 °C

Q̇ = W

5.Schwer

Eine Wand aus 100 mm expandiertes Polystyrol und 100 mm Glas trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -15 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 4 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -15 °C

U = W/(m²·K)

6.Schwer

Eine Wand aus 200 mm expandiertes Polystyrol und 25 mm Gipskarton trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -6 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 8 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 8 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -6 °C

Q̇ = W

Lösungsschlüssel

1. q″ = 17 W/m²
2. q″ = 11,9 W/m²
3. T_i = 6,227 °C
4. Q̇ = 24,12 W
5. U = 0,32 W/(m²·K)
6. Q̇ = 34,7 W

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