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 Glas ist 100 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 24 °C und 2 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,96 W/(m·K)L = 100 mmA = 20 m²T₁ = 24 °CT₂ = 2 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Glas ist 150 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 19 °C und -15 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,96 W/(m·K)L = 150 mmA = 15 m²T₁ = 19 °CT₂ = -15 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Gipskarton und 50 mm expandiertes Polystyrol, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 15 °C und -8 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 15 m²T₁ = 15 °CT₃ = -8 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 150 mm Beton und 100 mm Glas, mit einer Fläche von 4 m². Die Außenflächen haben 21 °C und 6 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 150 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 4 m²T₁ = 21 °CT₃ = 6 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 250 mm Mineralwolle und 50 mm Glas trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -5 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 10 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 10 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -5 °C

T_s = °C

6.Schwer

Eine Wand aus 200 mm Gipskarton und 50 mm Beton trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -15 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 6 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -15 °C

Q̇ = W

Lösungsschlüssel

1. q″ = 211,2 W/m²
2. Q̇ = 3264 W
3. T_i = 4,613 °C
4. T_i = 13,39 °C
5. T_s = 21,46 °C
6. Q̇ = 151,4 W

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