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 Gipskarton ist 200 mm dick und hat eine Fläche von 12 m². Ihre Oberflächen haben 17 °C und 2 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 200 mmA = 12 m²T₁ = 17 °CT₂ = 2 °C

Q̇ = W

2.Leicht

Eine Wand aus Gipskarton ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 20 °C und -4 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 250 mmA = 8 m²T₁ = 20 °CT₂ = -4 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm Mineralwolle und 50 mm expandiertes Polystyrol, mit einer Fläche von 6 m². Die Außenflächen haben 25 °C und -13 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 6 m²T₁ = 25 °CT₃ = -13 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm expandiertes Polystyrol und 75 mm Beton, mit einer Fläche von 6 m². Die Außenflächen haben 23 °C und 6 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 6 m²T₁ = 23 °CT₃ = 6 °C

Q̇ = W

5.Schwer

Eine Wand aus 50 mm Mineralwolle und 150 mm Glas trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit 5 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 20 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 20 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = 5 °C

U = W/(m²·K)

6.Schwer

Eine Wand aus 150 mm Mineralwolle und 100 mm Ziegel trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit 1 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 10 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 10 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = 1 °C

U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

1. Q̇ = 153 W
2. Q̇ = 130,6 W
3. T_i = 0,8182 °C
4. Q̇ = 35,04 W
5. U = 0,6495 W/(m²·K)
6. U = 0,2458 W/(m²·K)

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