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 Gipskarton ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 22 °C und 3 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 10 mmA = 20 m²T₁ = 22 °CT₂ = 3 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Glas ist 200 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 24 °C und 8 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,96 W/(m·K)L = 200 mmA = 8 m²T₁ = 24 °CT₂ = 8 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 150 mm Gipskarton und 50 mm expandiertes Polystyrol, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 24 °C und 4 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 12 m²T₁ = 24 °CT₃ = 4 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 150 mm Gipskarton und 75 mm Mineralwolle, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 15 °C und 8 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 15 m²T₁ = 15 °CT₃ = 8 °C

Q̇ = W

5.Schwer

Eine Wand aus 50 mm Gipskarton und 75 mm Glas trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -5 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 12 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 12 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -5 °C

U = W/(m²·K)

6.Schwer

Eine Wand aus 50 mm Ziegel und 100 mm Mineralwolle trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -11 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 15 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 15 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -11 °C

T_s = °C

Lösungsschlüssel

1. q″ = 323 W/m²
2. q″ = 76,8 W/m²
3. T_i = 16,36 °C
4. Q̇ = 38,08 W
5. U = 1,885 W/(m²·K)
6. T_s = 19,53 °C

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