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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Name: ____________________ Datum: ____________

1.Leicht

Eine Wand aus Glas ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 15 °C und -8 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,96 W/(m·K)L = 10 mmA = 20 m²T₁ = 15 °CT₂ = -8 °C

Q̇ = W

2.Leicht

Eine Wand aus Glas ist 50 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 15 °C und -8 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,96 W/(m·K)L = 50 mmA = 4 m²T₁ = 15 °CT₂ = -8 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm Beton und 25 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 21 °C und -13 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 100 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²T₁ = 21 °CT₃ = -13 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm expandiertes Polystyrol und 100 mm Glas, mit einer Fläche von 4 m². Die Außenflächen haben 23 °C und -12 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 4 m²T₁ = 23 °CT₃ = -12 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 150 mm Beton und 100 mm expandiertes Polystyrol trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -13 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 6 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -13 °C

T_s = °C

6.Schwer

Eine Wand aus 50 mm Ziegel und 100 mm Holz trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit 4 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 6 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = 4 °C

U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

1. Q̇ = 44160 W
2. Q̇ = 1766 W
3. T_i = 9,885 °C
4. T_i = −11,37 °C
5. T_s = 19,22 °C
6. U = 1,254 W/(m²·K)

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