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
Mineralwolle, k = 0,0410 mm24 °C-7 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Mineralwolle ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 12 m². Ihre Oberflächen haben 24 °C und -7 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,04 W/(m·K)L = 10 mmA = 12 m²T1 = 24 °CT2 = -7 °C
q″ = W/m²
2.Leicht
Holz, k = 0,17200 mm25 °C-15 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Holz ist 200 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 25 °C und -15 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 200 mmA = 8 m²T1 = 25 °CT2 = -15 °C
q″ = W/m²
3.Mittel
Expandiertes Polystyrol, k = 0,035100 mmGipskarton, k = 0,17150 mm19 °C-3 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 100 mm expandiertes Polystyrol und 150 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 6 m². Die Außenflächen haben 19 °C und -3 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 100 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 6 m²T1 = 19 °CT3 = -3 °C
Ti = °C
4.Mittel
Holz, k = 0,1750 mmMineralwolle, k = 0,04100 mm18 °C-4 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 50 mm Holz und 100 mm Mineralwolle, mit einer Fläche von 4 m². Die Außenflächen haben 18 °C und -4 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 50 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 4 m²T1 = 18 °CT3 = -4 °C
Q̇ = W
5.Schwer
Expandiertes Polystyrol, k = 0,035250 mmZiegel, k = 0,7250 mmRaum 21 °Caußen 2 °CTs​ = ?Q̇

Eine Wand aus 250 mm expandiertes Polystyrol und 50 mm Ziegel trennt einen Raum mit 21 °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 15 m². Bestimme die Temperatur Ts der Innenoberfläche der Wand.

L1 = 250 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 15 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = 2 °C
Ts = °C
6.Schwer
Glas, k = 0,9650 mmExpandiertes Polystyrol, k = 0,035150 mmRaum 20 °Caußen -14 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus 50 mm Glas und 150 mm expandiertes Polystyrol trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -14 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L1 = 50 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 6 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -14 °C
Q̇ = W

Lösungsschlüssel

  1. 1. q″ = 124 W/m²
  2. 2. q″ = 34 W/m²
  3. 3. Ti = 2,191 °C
  4. 4. Q̇ = 31,49 W
  5. 5. Ts = 20,57 °C
  6. 6. Q̇ = 45,31 W

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