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 200 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 19 °C und -7 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 200 mmA = 8 m²T₁ = 19 °CT₂ = -7 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Gipskarton ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 6 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und 5 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 250 mmA = 6 m²T₁ = 18 °CT₂ = 5 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 50 mm Glas und 150 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 15 °C und 1 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 20 m²T₁ = 15 °CT₃ = 1 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Mineralwolle und 75 mm Beton, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 20 °C und 9 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 12 m²T₁ = 20 °CT₃ = 9 °C

Q̇ = W

5.Schwer

Eine Wand aus 100 mm Gipskarton und 75 mm Beton trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -1 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 4 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -1 °C

T_s = °C

6.Schwer

Eine Wand aus 150 mm Glas und 150 mm Ziegel trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -1 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 4 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -1 °C

T_s = °C

Lösungsschlüssel

1. q″ = 22,1 W/m²
2. q″ = 8,84 W/m²
3. T_i = 14,22 °C
4. Q̇ = 26,12 W
5. T_s = 17,63 °C
6. T_s = 15,14 °C

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