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 10 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 21 °C und -8 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 10 mmA = 20 m²T₁ = 21 °CT₂ = -8 °C

Q̇ = W

2.Leicht

Eine Wand aus Beton ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 17 °C und -6 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 250 mmA = 20 m²T₁ = 17 °CT₂ = -6 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 150 mm Mineralwolle und 100 mm Holz, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 20 °C und -3 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 8 m²T₁ = 20 °CT₃ = -3 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 150 mm Mineralwolle und 50 mm expandiertes Polystyrol, mit einer Fläche von 4 m². Die Außenflächen haben 15 °C und 9 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 4 m²T₁ = 15 °CT₃ = 9 °C

Q̇ = W

5.Schwer

Eine Wand aus 200 mm Gipskarton und 150 mm Glas trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -6 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 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 = 0,17 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 10 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -6 °C

U = W/(m²·K)

6.Schwer

Eine Wand aus 100 mm Gipskarton und 100 mm Glas trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -8 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 6 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -8 °C

U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

1. Q̇ = 81200 W
2. Q̇ = 2576 W
3. T_i = 0,1186 °C
4. Q̇ = 4,634 W
5. U = 0,6611 W/(m²·K)
6. U = 1,121 W/(m²·K)

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