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
Expandiertes Polystyrol, k = 0,035250 mm17 °C-4 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus expandiertes Polystyrol ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 17 °C und -4 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 250 mmA = 8 m²T1 = 17 °CT2 = -4 °C
Q̇ = W
2.Leicht
Beton, k = 1,4200 mm21 °C-9 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Beton ist 200 mm dick und hat eine Fläche von 6 m². Ihre Oberflächen haben 21 °C und -9 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 200 mmA = 6 m²T1 = 21 °CT2 = -9 °C
q″ = W/m²
3.Mittel
Beton, k = 1,4250 mmMineralwolle, k = 0,04100 mm16 °C-7 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 250 mm Beton und 100 mm Mineralwolle, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 16 °C und -7 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 250 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 12 m²T1 = 16 °CT3 = -7 °C
Q̇ = W
4.Mittel
Expandiertes Polystyrol, k = 0,035200 mmBeton, k = 1,475 mm20 °C5 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 200 mm expandiertes Polystyrol und 75 mm Beton, mit einer Fläche von 6 m². Die Außenflächen haben 20 °C und 5 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 200 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 6 m²T1 = 20 °CT3 = 5 °C
Ti = °C
5.Schwer
Expandiertes Polystyrol, k = 0,035250 mmGipskarton, k = 0,1750 mmRaum 20 °Caußen -2 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus 250 mm expandiertes Polystyrol und 50 mm Gipskarton trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -2 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 12 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L1 = 250 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -2 °C
Q̇ = W
6.Schwer
Glas, k = 0,96100 mmExpandiertes Polystyrol, k = 0,035100 mmRaum 20 °Caußen 4 °CQ̇

Eine Wand aus 100 mm Glas und 100 mm expandiertes Polystyrol trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit 4 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L1 = 100 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 4 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = 4 °C
U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

  1. 1. Q̇ = 23,52 W
  2. 2. q″ = 210 W/m²
  3. 3. Q̇ = 103 W
  4. 4. Ti = 5,139 °C
  5. 5. Q̇ = 34,76 W
  6. 6. U = 0,3199 W/(m²·K)

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