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 Glas ist 150 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 20 °C und -7 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,96 W/(m·K)L = 150 mmA = 4 m²T₁ = 20 °CT₂ = -7 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Beton ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 6 m². Ihre Oberflächen haben 16 °C und 4 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 250 mmA = 6 m²T₁ = 16 °CT₂ = 4 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 50 mm Holz und 150 mm Ziegel, mit einer Fläche von 4 m². Die Außenflächen haben 20 °C und -9 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 4 m²T₁ = 20 °CT₃ = -9 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 50 mm Gipskarton und 25 mm Beton, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 20 °C und 6 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 12 m²T₁ = 20 °CT₃ = 6 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 200 mm Gipskarton und 150 mm Glas trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -13 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 6 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -13 °C

Q̇ = W

6.Schwer

Eine Wand aus 200 mm Ziegel und 50 mm Holz trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -11 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 10 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 10 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -11 °C

U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

1. q″ = 172,8 W/m²
2. q″ = 67,2 W/m²
3. T_i = 3,024 °C
4. T_i = 6,801 °C
5. Q̇ = 140,8 W
6. U = 1,385 W/(m²·K)

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