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 Holz ist 100 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 25 °C und -2 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 100 mmA = 4 m²T₁ = 25 °CT₂ = -2 °C

Q̇ = W

2.Leicht

Eine Wand aus Beton ist 200 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 17 °C und -10 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 200 mmA = 15 m²T₁ = 17 °CT₂ = -10 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Beton und 100 mm expandiertes Polystyrol, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 20 °C und -6 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 200 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 20 m²T₁ = 20 °CT₃ = -6 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 150 mm expandiertes Polystyrol und 50 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 18 °C und 5 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 15 m²T₁ = 18 °CT₃ = 5 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 100 mm Beton und 150 mm Ziegel trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -1 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 4 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -1 °C

T_s = °C

6.Schwer

Eine Wand aus 150 mm expandiertes Polystyrol und 50 mm Beton trennt einen Raum mit 20 °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 8 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 8 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -4 °C

U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

1. Q̇ = 183,6 W
2. q″ = 189 W/m²
3. T_i = 18,76 °C
4. T_i = 5,835 °C
5. T_s = 14,82 °C
6. U = 0,2212 W/(m²·K)

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