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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Name: ____________________ Datum: ____________

1.Leicht

Eine Wand aus Beton ist 20 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und -3 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 20 mmA = 20 m²T₁ = 18 °CT₂ = -3 °C

Q̇ = W

2.Leicht

Eine Wand aus Gipskarton ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und -14 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 10 mmA = 4 m²T₁ = 18 °CT₂ = -14 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 150 mm Ziegel und 25 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 17 °C und -2 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²T₁ = 17 °CT₃ = -2 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 150 mm Mineralwolle und 25 mm Ziegel, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 15 °C und -5 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 20 m²T₁ = 15 °CT₃ = -5 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 100 mm Gipskarton und 25 mm Beton trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -7 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 12 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 12 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -7 °C

Q̇ = W

6.Schwer

Eine Wand aus 150 mm Beton und 75 mm Gipskarton trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -10 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 6 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -10 °C

Q̇ = W

Lösungsschlüssel

1. Q̇ = 29400 W
2. q″ = 544 W/m²
3. T_i = 5,862 °C
4. T_i = −4,817 °C
5. Q̇ = 445,5 W
6. Q̇ = 266,4 W

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