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 Mineralwolle ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 15 °C und -8 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,04 W/(m·K)L = 250 mmA = 10 m²T₁ = 15 °CT₂ = -8 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Holz ist 50 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und -10 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 50 mmA = 15 m²T₁ = 18 °CT₂ = -10 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 250 mm expandiertes Polystyrol und 100 mm Mineralwolle, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 21 °C und 3 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 12 m²T₁ = 21 °CT₃ = 3 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm Mineralwolle und 100 mm Glas, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 23 °C und -9 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 15 m²T₁ = 23 °CT₃ = -9 °C

Q̇ = W

5.Schwer

Eine Wand aus 100 mm Mineralwolle und 50 mm Ziegel trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -1 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 12 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 12 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -1 °C

U = W/(m²·K)

6.Schwer

Eine Wand aus 100 mm Glas und 150 mm Mineralwolle trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -11 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 12 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 12 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -11 °C

Q̇ = W

Lösungsschlüssel

1. q″ = 3,68 W/m²
2. Q̇ = 1428 W
3. T_i = 7,667 °C
4. Q̇ = 184,3 W
5. U = 0,3677 W/(m²·K)
6. Q̇ = 91,61 W

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