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 Glas ist 50 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 21 °C und 9 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,96 W/(m·K)L = 50 mmA = 4 m²T₁ = 21 °CT₂ = 9 °C

Q̇ = W

2.Leicht

Eine Wand aus Ziegel ist 50 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und -12 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 50 mmA = 10 m²T₁ = 18 °CT₂ = -12 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 50 mm Glas und 100 mm Mineralwolle, mit einer Fläche von 10 m². Die Außenflächen haben 24 °C und 2 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 10 m²T₁ = 24 °CT₃ = 2 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm Glas und 100 mm Beton, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 19 °C und 8 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 8 m²T₁ = 19 °CT₃ = 8 °C

Q̇ = W

5.Schwer

Eine Wand aus 250 mm Holz und 150 mm Gipskarton trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -6 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 8 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 8 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -6 °C

Q̇ = W

6.Schwer

Eine Wand aus 100 mm Gipskarton und 75 mm Glas trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -6 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 12 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 12 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -6 °C

U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

1. Q̇ = 921,6 W
2. Q̇ = 4320 W
3. T_i = 23,55 °C
4. Q̇ = 501,2 W
5. Q̇ = 88,79 W
6. U = 1,225 W/(m²·K)

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