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 Ziegel ist 200 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 19 °C und -1 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 200 mmA = 8 m²T₁ = 19 °CT₂ = -1 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Beton ist 10 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 = 1,4 W/(m·K)L = 10 mmA = 15 m²T₁ = 15 °CT₂ = 1 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm Gipskarton und 50 mm Mineralwolle, mit einer Fläche von 4 m². Die Außenflächen haben 21 °C und 8 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 4 m²T₁ = 21 °CT₃ = 8 °C

Q̇ = W

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm Glas und 75 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 6 m². Die Außenflächen haben 22 °C und -9 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 6 m²T₁ = 22 °CT₃ = -9 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 250 mm Ziegel und 75 mm expandiertes Polystyrol trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -3 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 20 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 20 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -3 °C

T_s = °C

6.Schwer

Eine Wand aus 150 mm Glas und 75 mm Ziegel trennt einen Raum mit 21 °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 12 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 12 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = 5 °C

T_s = °C

Lösungsschlüssel

1. q″ = 72 W/m²
2. q″ = 1960 W/m²
3. Q̇ = 28,29 W
4. T_i = 16,08 °C
5. T_s = 19,52 °C
6. T_s = 16,17 °C

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