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
Ziegel, k = 0,72250 mm25 °C-2 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Ziegel ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 25 °C und -2 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 250 mmA = 15 m²T1 = 25 °CT2 = -2 °C
q″ = W/m²
2.Leicht
Mineralwolle, k = 0,0410 mm16 °C-9 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Mineralwolle ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 16 °C und -9 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,04 W/(m·K)L = 10 mmA = 8 m²T1 = 16 °CT2 = -9 °C
q″ = W/m²
3.Mittel
Holz, k = 0,17100 mmExpandiertes Polystyrol, k = 0,03575 mm19 °C-11 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 100 mm Holz und 75 mm expandiertes Polystyrol, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 19 °C und -11 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 100 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 12 m²T1 = 19 °CT3 = -11 °C
Ti = °C
4.Mittel
Glas, k = 0,96250 mmZiegel, k = 0,7225 mm17 °C-2 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 250 mm Glas und 25 mm Ziegel, mit einer Fläche von 10 m². Die Außenflächen haben 17 °C und -2 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 250 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 10 m²T1 = 17 °CT3 = -2 °C
Q̇ = W
5.Schwer
Beton, k = 1,4250 mmExpandiertes Polystyrol, k = 0,03525 mmRaum 21 °Caußen -2 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus 250 mm Beton und 25 mm expandiertes Polystyrol trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -2 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 15 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L1 = 250 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 15 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -2 °C
Q̇ = W
6.Schwer
Holz, k = 0,17200 mmGlas, k = 0,96150 mmRaum 22 °Caußen -14 °CQ̇

Eine Wand aus 200 mm Holz und 150 mm Glas trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -14 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 8 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L1 = 200 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 8 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = -14 °C
U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

  1. 1. q″ = 77,76 W/m²
  2. 2. q″ = 100 W/m²
  3. 3. Ti = 12,54 °C
  4. 4. Q̇ = 643,8 W
  5. 5. Q̇ = 334 W
  6. 6. U = 0,6655 W/(m²·K)

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