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
Holz, k = 0,1750 mm18 °C-12 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Holz ist 50 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und -12 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 50 mmA = 15 m²T1 = 18 °CT2 = -12 °C
q″ = W/m²
2.Leicht
Mineralwolle, k = 0,0450 mm22 °C7 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus Mineralwolle ist 50 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 22 °C und 7 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,04 W/(m·K)L = 50 mmA = 4 m²T1 = 22 °CT2 = 7 °C
Q̇ = W
3.Mittel
Glas, k = 0,96150 mmZiegel, k = 0,7225 mm21 °C9 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 150 mm Glas und 25 mm Ziegel, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 21 °C und 9 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 150 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 8 m²T1 = 21 °CT3 = 9 °C
Ti = °C
4.Mittel
Beton, k = 1,450 mmMineralwolle, k = 0,04100 mm24 °C0 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 50 mm Beton und 100 mm Mineralwolle, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 24 °C und 0 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 50 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 15 m²T1 = 24 °CT3 = 0 °C
Q̇ = W
5.Schwer
Gipskarton, k = 0,17250 mmExpandiertes Polystyrol, k = 0,03550 mmRaum 21 °Caußen 5 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus 250 mm Gipskarton und 50 mm expandiertes Polystyrol trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit 5 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L1 = 250 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 4 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = 5 °C
Q̇ = W
6.Schwer
Glas, k = 0,96250 mmBeton, k = 1,475 mmRaum 22 °Caußen -5 °CTs​ = ?Q̇

Eine Wand aus 250 mm Glas und 75 mm Beton trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -5 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme die Temperatur Ts der Innenoberfläche der Wand.

L1 = 250 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 4 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = -5 °C
Ts = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. q″ = 102 W/m²
  2. 2. Q̇ = 48 W
  3. 3. Ti = 11,18 °C
  4. 4. Q̇ = 142 W
  5. 5. Q̇ = 20,54 W
  6. 6. Ts = 16,05 °C

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