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
Gipskarton, k = 0,17150 mm19 °C-6 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Gipskarton ist 150 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 19 °C und -6 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 150 mmA = 4 m²T1 = 19 °CT2 = -6 °C
q″ = W/m²
2.Leicht
Expandiertes Polystyrol, k = 0,03520 mm20 °C-5 °Cq″ = ?

Eine Wand aus expandiertes Polystyrol ist 20 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 20 °C und -5 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 20 mmA = 10 m²T1 = 20 °CT2 = -5 °C
q″ = W/m²
3.Mittel
Expandiertes Polystyrol, k = 0,035200 mmBeton, k = 1,425 mm18 °C-7 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 200 mm expandiertes Polystyrol und 25 mm Beton, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 18 °C und -7 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 200 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 20 m²T1 = 18 °CT3 = -7 °C
Q̇ = W
4.Mittel
Beton, k = 1,4250 mmMineralwolle, k = 0,04150 mm23 °C-13 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 250 mm Beton und 150 mm Mineralwolle, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 23 °C und -13 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 250 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 15 m²T1 = 23 °CT3 = -13 °C
Ti = °C
5.Schwer
Ziegel, k = 0,72150 mmGipskarton, k = 0,1775 mmRaum 20 °Caußen -6 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus 150 mm Ziegel und 75 mm Gipskarton trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -6 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L1 = 150 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 6 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -6 °C
Q̇ = W
6.Schwer
Holz, k = 0,17250 mmGlas, k = 0,9675 mmRaum 22 °Caußen -5 °CQ̇

Eine Wand aus 250 mm Holz und 75 mm Glas 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 20 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L1 = 250 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 20 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = -5 °C
U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

  1. 1. q″ = 28,33 W/m²
  2. 2. q″ = 43,75 W/m²
  3. 3. Q̇ = 87,23 W
  4. 4. Ti = 21,36 °C
  5. 5. Q̇ = 195,1 W
  6. 6. U = 0,5922 W/(m²·K)

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