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
Gipskarton, k = 0,1750 mm21 °C-7 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Gipskarton ist 50 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 21 °C und -7 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 50 mmA = 4 m²T1 = 21 °CT2 = -7 °C
q″ = W/m²
2.Leicht
Gipskarton, k = 0,1710 mm17 °C4 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Gipskarton ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 12 m². Ihre Oberflächen haben 17 °C und 4 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 10 mmA = 12 m²T1 = 17 °CT2 = 4 °C
q″ = W/m²
3.Mittel
Gipskarton, k = 0,1750 mmGlas, k = 0,96150 mm23 °C0 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 50 mm Gipskarton und 150 mm Glas, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 23 °C und 0 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 50 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 8 m²T1 = 23 °CT3 = 0 °C
Q̇ = W
4.Mittel
Glas, k = 0,96150 mmGipskarton, k = 0,1725 mm15 °C6 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 150 mm Glas und 25 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 15 °C und 6 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 150 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 15 m²T1 = 15 °CT3 = 6 °C
Q̇ = W
5.Schwer
Mineralwolle, k = 0,04100 mmExpandiertes Polystyrol, k = 0,035150 mmRaum 22 °Caußen -15 °CQ̇

Eine Wand aus 100 mm Mineralwolle und 150 mm expandiertes Polystyrol trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -15 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 15 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L1 = 100 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 15 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = -15 °C
U = W/(m²·K)
6.Schwer
Beton, k = 1,4200 mmZiegel, k = 0,7225 mmRaum 21 °Caußen -11 °CTs​ = ?Q̇

Eine Wand aus 200 mm Beton und 25 mm Ziegel trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -11 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme die Temperatur Ts der Innenoberfläche der Wand.

L1 = 200 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 4 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -11 °C
Ts = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. q″ = 95,2 W/m²
  2. 2. q″ = 221 W/m²
  3. 3. Q̇ = 408,6 W
  4. 4. Q̇ = 445,1 W
  5. 5. U = 0,1431 W/(m²·K)
  6. 6. Ts = 7,12 °C

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