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 = 0,03550 mm19 °C9 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus expandiertes Polystyrol ist 50 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 19 °C und 9 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 50 mmA = 8 m²T1 = 19 °CT2 = 9 °C
Q̇ = W
2.Leicht
Holz, k = 0,17150 mm21 °C1 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Holz ist 150 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 21 °C und 1 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 150 mmA = 8 m²T1 = 21 °CT2 = 1 °C
q″ = W/m²
3.Mittel
Mineralwolle, k = 0,04100 mmExpandiertes Polystyrol, k = 0,03525 mm16 °C-4 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 100 mm Mineralwolle und 25 mm expandiertes Polystyrol, mit einer Fläche von 4 m². Die Außenflächen haben 16 °C und -4 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 100 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 4 m²T1 = 16 °CT3 = -4 °C
Ti = °C
4.Mittel
Mineralwolle, k = 0,04250 mmZiegel, k = 0,7225 mm19 °C-8 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 250 mm Mineralwolle und 25 mm Ziegel, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 19 °C und -8 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 250 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 8 m²T1 = 19 °CT3 = -8 °C
Q̇ = W
5.Schwer
Ziegel, k = 0,72200 mmExpandiertes Polystyrol, k = 0,03550 mmRaum 22 °Caußen -14 °CQ̇

Eine Wand aus 200 mm Ziegel und 50 mm expandiertes Polystyrol trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -14 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 8 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L1 = 200 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 8 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = -14 °C
U = W/(m²·K)
6.Schwer
Mineralwolle, k = 0,0450 mmZiegel, k = 0,72150 mmRaum 20 °Caußen 0 °CQ̇

Eine Wand aus 50 mm Mineralwolle und 150 mm Ziegel trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit 0 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 10 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L1 = 50 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 10 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = 0 °C
U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

  1. 1. Q̇ = 56 W
  2. 2. q″ = 22,67 W/m²
  3. 3. Ti = 0,4444 °C
  4. 4. Q̇ = 34,37 W
  5. 5. U = 0,5227 W/(m²·K)
  6. 6. U = 0,6186 W/(m²·K)

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