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 Holz ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 12 m². Ihre Oberflächen haben 23 °C und -5 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 250 mmA = 12 m²T₁ = 23 °CT₂ = -5 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Ziegel ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 25 °C und -15 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 250 mmA = 20 m²T₁ = 25 °CT₂ = -15 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 50 mm expandiertes Polystyrol und 25 mm Glas, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 16 °C und 0 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 15 m²T₁ = 16 °CT₃ = 0 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 250 mm Ziegel und 100 mm Glas, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 17 °C und -13 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 8 m²T₁ = 17 °CT₃ = -13 °C

Q̇ = W

5.Schwer

Eine Wand aus 200 mm Glas und 150 mm Ziegel trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -6 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 10 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 10 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -6 °C

U = W/(m²·K)

6.Schwer

Eine Wand aus 200 mm expandiertes Polystyrol und 100 mm Ziegel trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -12 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 10 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 10 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -12 °C

U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

1. q″ = 19,04 W/m²
2. q″ = 115,2 W/m²
3. T_i = 0,2864 °C
4. Q̇ = 531,7 W
5. U = 1,765 W/(m²·K)
6. U = 0,1659 W/(m²·K)

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