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 = 0,1710 mm16 °C-2 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus Gipskarton ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 16 °C und -2 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 10 mmA = 10 m²T1 = 16 °CT2 = -2 °C
Q̇ = W
2.Leicht
Holz, k = 0,17100 mm23 °C-11 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Holz ist 100 mm dick und hat eine Fläche von 12 m². Ihre Oberflächen haben 23 °C und -11 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 100 mmA = 12 m²T1 = 23 °CT2 = -11 °C
q″ = W/m²
3.Mittel
Gipskarton, k = 0,17200 mmMineralwolle, k = 0,0425 mm25 °C2 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 200 mm Gipskarton und 25 mm Mineralwolle, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 25 °C und 2 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 200 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 12 m²T1 = 25 °CT3 = 2 °C
Q̇ = W
4.Mittel
Glas, k = 0,96150 mmGipskarton, k = 0,1775 mm16 °C-5 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 150 mm Glas und 75 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 16 °C und -5 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 150 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 15 m²T1 = 16 °CT3 = -5 °C
Ti = °C
5.Schwer
Mineralwolle, k = 0,04250 mmGlas, k = 0,9650 mmRaum 22 °Caußen 0 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus 250 mm Mineralwolle und 50 mm Glas trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit 0 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 15 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L1 = 250 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 15 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = 0 °C
Q̇ = W
6.Schwer
Mineralwolle, k = 0,04100 mmExpandiertes Polystyrol, k = 0,035150 mmRaum 20 °Caußen 0 °CTs​ = ?Q̇

Eine Wand aus 100 mm Mineralwolle und 150 mm expandiertes Polystyrol trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit 0 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 20 m². Bestimme die Temperatur Ts der Innenoberfläche der Wand.

L1 = 100 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 20 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = 0 °C
Ts = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. Q̇ = 3060 W
  2. 2. q″ = 57,8 W/m²
  3. 3. Q̇ = 153,2 W
  4. 4. Ti = 10,51 °C
  5. 5. Q̇ = 51,23 W
  6. 6. Ts = 19,64 °C

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