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
Glas, k = 0,9650 mm17 °C0 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Glas ist 50 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 17 °C und 0 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,96 W/(m·K)L = 50 mmA = 10 m²T1 = 17 °CT2 = 0 °C
q″ = W/m²
2.Leicht
Gipskarton, k = 0,1750 mm24 °C10 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus Gipskarton ist 50 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 24 °C und 10 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 50 mmA = 8 m²T1 = 24 °CT2 = 10 °C
Q̇ = W
3.Mittel
Glas, k = 0,9650 mmBeton, k = 1,4100 mm15 °C-12 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 50 mm Glas und 100 mm Beton, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 15 °C und -12 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 50 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 20 m²T1 = 15 °CT3 = -12 °C
Ti = °C
4.Mittel
Gipskarton, k = 0,1750 mmBeton, k = 1,475 mm21 °C10 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 50 mm Gipskarton und 75 mm Beton, mit einer Fläche von 6 m². Die Außenflächen haben 21 °C und 10 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 50 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 6 m²T1 = 21 °CT3 = 10 °C
Q̇ = W
5.Schwer
Ziegel, k = 0,7250 mmExpandiertes Polystyrol, k = 0,03525 mmRaum 22 °Caußen -14 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus 50 mm Ziegel und 25 mm expandiertes Polystyrol 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 4 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L1 = 50 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 4 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = -14 °C
Q̇ = W
6.Schwer
Mineralwolle, k = 0,04250 mmGlas, k = 0,9675 mmRaum 20 °Caußen -6 °CQ̇

Eine Wand aus 250 mm Mineralwolle und 75 mm Glas trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -6 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L1 = 250 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 6 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -6 °C
U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

  1. 1. q″ = 326,4 W/m²
  2. 2. Q̇ = 380,8 W
  3. 3. Ti = 3,614 °C
  4. 4. Q̇ = 189,8 W
  5. 5. Q̇ = 151 W
  6. 6. U = 0,154 W/(m²·K)

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