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 = 0,96250 mm20 °C9 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus Glas ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 20 °C und 9 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,96 W/(m·K)L = 250 mmA = 15 m²T1 = 20 °CT2 = 9 °C
Q̇ = W
2.Leicht
Expandiertes Polystyrol, k = 0,035100 mm24 °C-4 °Cq″ = ?

Eine Wand aus expandiertes Polystyrol ist 100 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 24 °C und -4 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 100 mmA = 4 m²T1 = 24 °CT2 = -4 °C
q″ = W/m²
3.Mittel
Expandiertes Polystyrol, k = 0,035150 mmMineralwolle, k = 0,0425 mm19 °C-2 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 150 mm expandiertes Polystyrol und 25 mm Mineralwolle, mit einer Fläche von 6 m². Die Außenflächen haben 19 °C und -2 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 150 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 6 m²T1 = 19 °CT3 = -2 °C
Ti = °C
4.Mittel
Glas, k = 0,9650 mmGipskarton, k = 0,1775 mm24 °C-7 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 50 mm Glas und 75 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 24 °C und -7 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 50 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 20 m²T1 = 24 °CT3 = -7 °C
Q̇ = W
5.Schwer
Gipskarton, k = 0,17250 mmBeton, k = 1,4150 mmRaum 21 °Caußen -8 °CQ̇

Eine Wand aus 250 mm Gipskarton und 150 mm Beton trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -8 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 12 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L1 = 250 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 12 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -8 °C
U = W/(m²·K)
6.Schwer
Beton, k = 1,4250 mmExpandiertes Polystyrol, k = 0,035150 mmRaum 22 °Caußen 2 °CTs​ = ?Q̇

Eine Wand aus 250 mm Beton und 150 mm expandiertes Polystyrol trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit 2 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 15 m². Bestimme die Temperatur Ts der Innenoberfläche der Wand.

L1 = 250 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 15 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = 2 °C
Ts = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. Q̇ = 633,6 W
  2. 2. q″ = 9,8 W/m²
  3. 3. Ti = 0,6727 °C
  4. 4. Q̇ = 1257 W
  5. 5. U = 0,569 W/(m²·K)
  6. 6. Ts = 21,57 °C

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