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 50 mm dick und hat eine Fläche von 12 m². Ihre Oberflächen haben 17 °C und 5 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,04 W/(m·K)L = 50 mmA = 12 m²T₁ = 17 °CT₂ = 5 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus expandiertes Polystyrol ist 50 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 23 °C und -5 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 50 mmA = 20 m²T₁ = 23 °CT₂ = -5 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 150 mm expandiertes Polystyrol und 50 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 15 °C und 6 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 8 m²T₁ = 15 °CT₃ = 6 °C

Q̇ = W

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Holz und 50 mm Ziegel, mit einer Fläche von 10 m². Die Außenflächen haben 15 °C und -10 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 10 m²T₁ = 15 °CT₃ = -10 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 100 mm Holz und 150 mm expandiertes Polystyrol trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -3 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 4 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -3 °C

T_s = °C

6.Schwer

Eine Wand aus 150 mm Beton und 25 mm Ziegel trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -13 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 15 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 15 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -13 °C

Q̇ = W

Lösungsschlüssel

1. q″ = 9,6 W/m²
2. q″ = 19,6 W/m²
3. Q̇ = 15,72 W
4. T_i = −8,607 °C
5. T_s = 19,43 °C
6. Q̇ = 1420 W

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