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

Eine Wand aus Beton ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 19 °C und -15 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 250 mmA = 20 m²T₁ = 19 °CT₂ = -15 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Beton ist 20 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 24 °C und 6 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 20 mmA = 8 m²T₁ = 24 °CT₂ = 6 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 250 mm Ziegel und 75 mm Holz, mit einer Fläche von 10 m². Die Außenflächen haben 25 °C und -4 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 10 m²T₁ = 25 °CT₃ = -4 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 250 mm Holz und 150 mm expandiertes Polystyrol, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 24 °C und 3 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 20 m²T₁ = 24 °CT₃ = 3 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 200 mm Holz und 75 mm Glas trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -10 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 12 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 12 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -10 °C

T_s = °C

6.Schwer

Eine Wand aus 100 mm Ziegel und 75 mm Glas trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -15 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 8 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 8 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -15 °C

U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

1. q″ = 190,4 W/m²
2. q″ = 1260 W/m²
3. T_i = 12,23 °C
4. T_i = 18,64 °C
5. T_s = 18,26 °C
6. U = 2,801 W/(m²·K)

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