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
Gipskarton, k = 0,1710 mm24 °C-13 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus Gipskarton ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 24 °C und -13 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 10 mmA = 4 m²T1 = 24 °CT2 = -13 °C
Q̇ = W
2.Leicht
Holz, k = 0,17150 mm21 °C-13 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Holz ist 150 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 21 °C und -13 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 150 mmA = 20 m²T1 = 21 °CT2 = -13 °C
q″ = W/m²
3.Mittel
Expandiertes Polystyrol, k = 0,035250 mmBeton, k = 1,4150 mm22 °C-4 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 250 mm expandiertes Polystyrol und 150 mm Beton, mit einer Fläche von 4 m². Die Außenflächen haben 22 °C und -4 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 250 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 4 m²T1 = 22 °CT3 = -4 °C
Ti = °C
4.Mittel
Expandiertes Polystyrol, k = 0,03550 mmZiegel, k = 0,7275 mm25 °C-10 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 50 mm expandiertes Polystyrol und 75 mm Ziegel, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 25 °C und -10 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 50 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 12 m²T1 = 25 °CT3 = -10 °C
Q̇ = W
5.Schwer
Mineralwolle, k = 0,04100 mmGipskarton, k = 0,1775 mmRaum 22 °Caußen -14 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus 100 mm Mineralwolle und 75 mm Gipskarton trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -14 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 8 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L1 = 100 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 8 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = -14 °C
Q̇ = W
6.Schwer
Ziegel, k = 0,72250 mmHolz, k = 0,1725 mmRaum 20 °Caußen -3 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus 250 mm Ziegel und 25 mm Holz trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -3 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 15 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L1 = 250 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 15 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -3 °C
Q̇ = W

Lösungsschlüssel

  1. 1. Q̇ = 2516 W
  2. 2. q″ = 38,53 W/m²
  3. 3. Ti = −3,616 °C
  4. 4. Q̇ = 274 W
  5. 5. Q̇ = 92,77 W
  6. 6. Q̇ = 485,3 W

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