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
Beton, k = 1,4200 mm24 °C0 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Beton ist 200 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 24 °C und 0 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 200 mmA = 10 m²T1 = 24 °CT2 = 0 °C
q″ = W/m²
2.Leicht
Expandiertes Polystyrol, k = 0,035250 mm23 °C-8 °Cq″ = ?

Eine Wand aus expandiertes Polystyrol ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 23 °C und -8 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 250 mmA = 15 m²T1 = 23 °CT2 = -8 °C
q″ = W/m²
3.Mittel
Beton, k = 1,450 mmZiegel, k = 0,7275 mm18 °C-4 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 50 mm Beton und 75 mm Ziegel, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 18 °C und -4 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 50 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 8 m²T1 = 18 °CT3 = -4 °C
Ti = °C
4.Mittel
Beton, k = 1,4200 mmHolz, k = 0,1775 mm25 °C-10 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 200 mm Beton und 75 mm Holz, mit einer Fläche von 10 m². Die Außenflächen haben 25 °C und -10 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 200 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 10 m²T1 = 25 °CT3 = -10 °C
Q̇ = W
5.Schwer
Mineralwolle, k = 0,04100 mmBeton, k = 1,425 mmRaum 21 °Caußen -9 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus 100 mm Mineralwolle und 25 mm Beton trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -9 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 10 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L1 = 100 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 10 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -9 °C
Q̇ = W
6.Schwer
Gipskarton, k = 0,17150 mmBeton, k = 1,4150 mmRaum 20 °Caußen -14 °CTs​ = ?Q̇

Eine Wand aus 150 mm Gipskarton und 150 mm Beton trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -14 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme die Temperatur Ts der Innenoberfläche der Wand.

L1 = 150 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 6 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -14 °C
Ts = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. q″ = 168 W/m²
  2. 2. q″ = 4,34 W/m²
  3. 3. Ti = 12,38 °C
  4. 4. Q̇ = 599,3 W
  5. 5. Q̇ = 111,6 W
  6. 6. Ts = 15,3 °C

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