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
Expandiertes Polystyrol, k = 0,035100 mm25 °C5 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus expandiertes Polystyrol ist 100 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 25 °C und 5 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 100 mmA = 4 m²T1 = 25 °CT2 = 5 °C
Q̇ = W
2.Leicht
Gipskarton, k = 0,17100 mm18 °C-11 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Gipskarton ist 100 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und -11 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 100 mmA = 15 m²T1 = 18 °CT2 = -11 °C
q″ = W/m²
3.Mittel
Glas, k = 0,96250 mmZiegel, k = 0,7225 mm17 °C-6 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 250 mm Glas und 25 mm Ziegel, mit einer Fläche von 10 m². Die Außenflächen haben 17 °C und -6 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 250 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 10 m²T1 = 17 °CT3 = -6 °C
Q̇ = W
4.Mittel
Expandiertes Polystyrol, k = 0,035100 mmBeton, k = 1,4100 mm16 °C1 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 100 mm expandiertes Polystyrol und 100 mm Beton, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 16 °C und 1 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 100 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 20 m²T1 = 16 °CT3 = 1 °C
Ti = °C
5.Schwer
Holz, k = 0,1750 mmGipskarton, k = 0,17100 mmRaum 21 °Caußen -8 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus 50 mm Holz und 100 mm Gipskarton trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -8 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L1 = 50 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 6 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -8 °C
Q̇ = W
6.Schwer
Mineralwolle, k = 0,04150 mmBeton, k = 1,425 mmRaum 22 °Caußen -14 °CQ̇

Eine Wand aus 150 mm Mineralwolle und 25 mm Beton trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -14 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 8 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L1 = 150 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 8 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = -14 °C
U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

  1. 1. Q̇ = 28 W
  2. 2. q″ = 49,3 W/m²
  3. 3. Q̇ = 779,3 W
  4. 4. Ti = 1,366 °C
  5. 5. Q̇ = 159,8 W
  6. 6. U = 0,2547 W/(m²·K)

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