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 20 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 21 °C und -8 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 20 mmA = 8 m²T₁ = 21 °CT₂ = -8 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Glas ist 200 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und -4 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,96 W/(m·K)L = 200 mmA = 8 m²T₁ = 18 °CT₂ = -4 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Ziegel und 75 mm Glas, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 21 °C und -4 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 20 m²T₁ = 21 °CT₃ = -4 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm Gipskarton und 150 mm Glas, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 23 °C und 9 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 20 m²T₁ = 23 °CT₃ = 9 °C

Q̇ = W

5.Schwer

Eine Wand aus 100 mm expandiertes Polystyrol und 75 mm Holz trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -15 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 12 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -15 °C

T_s = °C

6.Schwer

Eine Wand aus 150 mm Ziegel und 75 mm Holz trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -9 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 15 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 15 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -9 °C

U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

1. q″ = 246,5 W/m²
2. q″ = 105,6 W/m²
3. T_i = 1,488 °C
4. Q̇ = 376,1 W
5. T_s = 19,7 °C
6. U = 1,238 W/(m²·K)

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