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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Name: ____________________ Datum: ____________

1.Leicht

Eine Wand aus Beton ist 150 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 21 °C und -6 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 150 mmA = 15 m²T₁ = 21 °CT₂ = -6 °C

Q̇ = W

2.Leicht

Eine Wand aus Gipskarton ist 50 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 15 °C und -1 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 50 mmA = 15 m²T₁ = 15 °CT₂ = -1 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Mineralwolle und 50 mm Beton, mit einer Fläche von 4 m². Die Außenflächen haben 15 °C und 5 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 4 m²T₁ = 15 °CT₃ = 5 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 150 mm Beton und 100 mm Mineralwolle, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 21 °C und -14 °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 = 0,04 W/(m·K)A = 8 m²T₁ = 21 °CT₃ = -14 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 250 mm Gipskarton und 25 mm Mineralwolle trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -7 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 6 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -7 °C

T_s = °C

6.Schwer

Eine Wand aus 250 mm Beton und 25 mm Mineralwolle trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -5 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 20 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 20 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -5 °C

T_s = °C

Lösungsschlüssel

1. Q̇ = 3780 W
2. q″ = 54,4 W/m²
3. T_i = 5,071 °C
4. T_i = 19,56 °C
5. T_s = 20,39 °C
6. T_s = 17,51 °C

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