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 Ziegel ist 200 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 19 °C und -14 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 200 mmA = 15 m²T₁ = 19 °CT₂ = -14 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Gipskarton ist 100 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 23 °C und 1 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 100 mmA = 15 m²T₁ = 23 °CT₂ = 1 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 250 mm Gipskarton und 25 mm Ziegel, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 18 °C und 7 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 15 m²T₁ = 18 °CT₃ = 7 °C

Q̇ = W

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm Mineralwolle und 100 mm Holz, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 15 °C und 4 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²T₁ = 15 °CT₃ = 4 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 50 mm expandiertes Polystyrol und 150 mm Holz trennt einen Raum mit 22 °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 die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 20 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = 1 °C

T_s = °C

6.Schwer

Eine Wand aus 100 mm Gipskarton und 75 mm Glas trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit 0 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 4 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = 0 °C

Q̇ = W

Lösungsschlüssel

1. q″ = 118,8 W/m²
2. Q̇ = 561 W
3. Q̇ = 109,6 W
4. T_i = 6,095 °C
5. T_s = 21,14 °C
6. Q̇ = 101,9 W

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