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 250 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 25 °C und -3 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 250 mmA = 20 m²T₁ = 25 °CT₂ = -3 °C

Q̇ = W

2.Leicht

Eine Wand aus Mineralwolle ist 150 mm dick und hat eine Fläche von 12 m². Ihre Oberflächen haben 16 °C und -5 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,04 W/(m·K)L = 150 mmA = 12 m²T₁ = 16 °CT₂ = -5 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 250 mm Mineralwolle und 150 mm Beton, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 23 °C und -6 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 20 m²T₁ = 23 °CT₃ = -6 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Mineralwolle und 50 mm Glas, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 20 °C und -3 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 8 m²T₁ = 20 °CT₃ = -3 °C

Q̇ = W

5.Schwer

Eine Wand aus 150 mm Mineralwolle und 100 mm Beton trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit 4 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 4 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = 4 °C

U = W/(m²·K)

6.Schwer

Eine Wand aus 100 mm Ziegel und 25 mm Glas trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -2 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 4 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -2 °C

Q̇ = W

Lösungsschlüssel

1. Q̇ = 380,8 W
2. q″ = 5,6 W/m²
3. T_i = −5,511 °C
4. Q̇ = 36,42 W
5. U = 0,2483 W/(m²·K)
6. Q̇ = 258,3 W

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