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
Glas, k = 0,96200 mm16 °C-2 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus Glas ist 200 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 16 °C und -2 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,96 W/(m·K)L = 200 mmA = 20 m²T1 = 16 °CT2 = -2 °C
Q̇ = W
2.Leicht
Gipskarton, k = 0,1710 mm24 °C-14 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Gipskarton ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 24 °C und -14 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 10 mmA = 20 m²T1 = 24 °CT2 = -14 °C
q″ = W/m²
3.Mittel
Holz, k = 0,1750 mmBeton, k = 1,475 mm16 °C-8 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 50 mm Holz und 75 mm Beton, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 16 °C und -8 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 50 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 12 m²T1 = 16 °CT3 = -8 °C
Q̇ = W
4.Mittel
Ziegel, k = 0,72150 mmHolz, k = 0,17150 mm16 °C-6 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 150 mm Ziegel und 150 mm Holz, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 16 °C und -6 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 150 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 20 m²T1 = 16 °CT3 = -6 °C
Ti = °C
5.Schwer
Glas, k = 0,96250 mmGipskarton, k = 0,17100 mmRaum 20 °Caußen -13 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus 250 mm Glas und 100 mm Gipskarton trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -13 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 8 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L1 = 250 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 8 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -13 °C
Q̇ = W
6.Schwer
Gipskarton, k = 0,1750 mmHolz, k = 0,1725 mmRaum 22 °Caußen 5 °CQ̇

Eine Wand aus 50 mm Gipskarton und 25 mm Holz trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit 5 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 12 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L1 = 50 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = 5 °C
U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

  1. 1. Q̇ = 1728 W
  2. 2. q″ = 646 W/m²
  3. 3. Q̇ = 828,3 W
  4. 4. Ti = 11,8 °C
  5. 5. Q̇ = 259,2 W
  6. 6. U = 1,56 W/(m²·K)

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