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 = 0,17250 mm25 °C-2 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Gipskarton ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 25 °C und -2 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 250 mmA = 15 m²T1 = 25 °CT2 = -2 °C
q″ = W/m²
2.Leicht
Holz, k = 0,1720 mm18 °C4 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus Holz ist 20 mm dick und hat eine Fläche von 6 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und 4 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 20 mmA = 6 m²T1 = 18 °CT2 = 4 °C
Q̇ = W
3.Mittel
Holz, k = 0,17200 mmExpandiertes Polystyrol, k = 0,03525 mm16 °C-15 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 200 mm Holz und 25 mm expandiertes Polystyrol, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 16 °C und -15 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 200 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 15 m²T1 = 16 °CT3 = -15 °C
Q̇ = W
4.Mittel
Mineralwolle, k = 0,0450 mmHolz, k = 0,17150 mm23 °C-9 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 50 mm Mineralwolle und 150 mm Holz, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 23 °C und -9 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 50 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 15 m²T1 = 23 °CT3 = -9 °C
Ti = °C
5.Schwer
Holz, k = 0,1750 mmZiegel, k = 0,72150 mmRaum 20 °Caußen -15 °CQ̇

Eine Wand aus 50 mm Holz und 150 mm Ziegel trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -15 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 8 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L1 = 50 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 8 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -15 °C
U = W/(m²·K)
6.Schwer
Mineralwolle, k = 0,04150 mmHolz, k = 0,1775 mmRaum 21 °Caußen -2 °CTs​ = ?Q̇

Eine Wand aus 150 mm Mineralwolle und 75 mm Holz trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -2 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme die Temperatur Ts der Innenoberfläche der Wand.

L1 = 150 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 6 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -2 °C
Ts = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. q″ = 18,36 W/m²
  2. 2. Q̇ = 714 W
  3. 3. Q̇ = 245,9 W
  4. 4. Ti = 4,241 °C
  5. 5. U = 1,41 W/(m²·K)
  6. 6. Ts = 20,31 °C

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