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 Mineralwolle ist 200 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 19 °C und 8 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,04 W/(m·K)L = 200 mmA = 10 m²T₁ = 19 °CT₂ = 8 °C

Q̇ = W

2.Leicht

Eine Wand aus Gipskarton ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und 5 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 10 mmA = 4 m²T₁ = 18 °CT₂ = 5 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm Beton und 150 mm Ziegel, mit einer Fläche von 10 m². Die Außenflächen haben 21 °C und 3 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 100 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 10 m²T₁ = 21 °CT₃ = 3 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Gipskarton und 100 mm Glas, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 20 °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 = 100 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 20 m²T₁ = 20 °CT₃ = 0 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 100 mm Holz und 75 mm expandiertes Polystyrol trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -15 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 12 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 12 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -15 °C

U = W/(m²·K)

6.Schwer

Eine Wand aus 50 mm Glas und 100 mm expandiertes Polystyrol trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit 1 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 12 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 12 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = 1 °C

Q̇ = W

Lösungsschlüssel

1. Q̇ = 22 W
2. q″ = 221 W/m²
3. T_i = 16,4 °C
4. T_i = 1,627 °C
5. U = 0,3447 W/(m²·K)
6. Q̇ = 74,94 W

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