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 10 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 16 °C und -15 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 10 mmA = 8 m²T₁ = 16 °CT₂ = -15 °C

Q̇ = W

2.Leicht

Eine Wand aus Beton ist 50 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 17 °C und 2 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 50 mmA = 8 m²T₁ = 17 °CT₂ = 2 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm Gipskarton und 100 mm Beton, mit einer Fläche von 4 m². Die Außenflächen haben 19 °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 = 100 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 4 m²T₁ = 19 °CT₃ = 7 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm Mineralwolle und 75 mm Glas, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 19 °C und 9 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 20 m²T₁ = 19 °CT₃ = 9 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 100 mm expandiertes Polystyrol und 100 mm Beton trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit 5 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 4 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = 5 °C

Q̇ = W

6.Schwer

Eine Wand aus 150 mm Mineralwolle und 100 mm Beton trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -1 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 20 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 20 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -1 °C

U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

1. Q̇ = 4216 W
2. q″ = 420 W/m²
3. T_i = 8,299 °C
4. T_i = 9,303 °C
5. Q̇ = 21,95 W
6. U = 0,2529 W/(m²·K)

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