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 Ziegel ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 20 °C und -13 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 10 mmA = 15 m²T₁ = 20 °CT₂ = -13 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Beton ist 100 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 20 °C und 10 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 100 mmA = 15 m²T₁ = 20 °CT₂ = 10 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 150 mm Beton und 25 mm Mineralwolle, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 16 °C und 7 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 20 m²T₁ = 16 °CT₃ = 7 °C

Q̇ = W

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Gipskarton und 150 mm Holz, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 19 °C und 0 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²T₁ = 19 °CT₃ = 0 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 150 mm Holz und 150 mm Gipskarton trennt einen Raum mit 20 °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 4 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 4 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = 5 °C

U = W/(m²·K)

6.Schwer

Eine Wand aus 50 mm Beton und 100 mm Holz trennt einen Raum mit 22 °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 20 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 50 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 20 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = 4 °C

Q̇ = W

Lösungsschlüssel

1. q″ = 2376 W/m²
2. Q̇ = 2100 W
3. Q̇ = 245,9 W
4. T_i = 8,143 °C
5. U = 0,5269 W/(m²·K)
6. Q̇ = 456,3 W

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