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 Beton ist 50 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 = 1,4 W/(m·K)L = 50 mmA = 8 m²T₁ = 21 °CT₂ = -8 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Ziegel ist 100 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 25 °C und -13 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 100 mmA = 15 m²T₁ = 25 °CT₂ = -13 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Mineralwolle und 100 mm Ziegel, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 18 °C und -14 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 12 m²T₁ = 18 °CT₃ = -14 °C

Q̇ = W

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm expandiertes Polystyrol und 75 mm Beton, mit einer Fläche von 4 m². Die Außenflächen haben 15 °C und 8 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 4 m²T₁ = 15 °CT₃ = 8 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 250 mm expandiertes Polystyrol und 25 mm Glas trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -3 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 15 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 15 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -3 °C

T_s = °C

6.Schwer

Eine Wand aus 100 mm Gipskarton und 100 mm Ziegel trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -4 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 12 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 12 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -4 °C

Q̇ = W

Lösungsschlüssel

1. q″ = 812 W/m²
2. q″ = 273,6 W/m²
3. Q̇ = 74,72 W
4. T_i = 8,129 °C
5. T_s = 20,46 °C
6. Q̇ = 336,5 W

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