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 expandiertes Polystyrol ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 20 °C und -5 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 10 mmA = 20 m²T₁ = 20 °CT₂ = -5 °C

Q̇ = W

2.Leicht

Eine Wand aus Beton ist 200 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 24 °C und 0 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 200 mmA = 10 m²T₁ = 24 °CT₂ = 0 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm Beton und 50 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 24 °C und -12 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²T₁ = 24 °CT₃ = -12 °C

Q̇ = W

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 150 mm Holz und 25 mm Beton, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 16 °C und -7 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 15 m²T₁ = 16 °CT₃ = -7 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 150 mm expandiertes Polystyrol und 100 mm Beton trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -4 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 6 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -4 °C

Q̇ = W

6.Schwer

Eine Wand aus 150 mm Ziegel und 75 mm Beton trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -1 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 4 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -1 °C

Q̇ = W

Lösungsschlüssel

1. Q̇ = 1750 W
2. q″ = 168 W/m²
3. Q̇ = 1182 W
4. T_i = −6,544 °C
5. Q̇ = 31,81 W
6. Q̇ = 201,4 W

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