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 Gipskarton ist 20 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 16 °C und 1 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 20 mmA = 8 m²T₁ = 16 °CT₂ = 1 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Mineralwolle ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 16 °C und 8 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,04 W/(m·K)L = 10 mmA = 10 m²T₁ = 16 °CT₂ = 8 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Ziegel und 50 mm Beton, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 21 °C und 4 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 15 m²T₁ = 21 °CT₃ = 4 °C

Q̇ = W

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 250 mm expandiertes Polystyrol und 50 mm Ziegel, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 22 °C und -14 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 8 m²T₁ = 22 °CT₃ = -14 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 100 mm Gipskarton und 50 mm Ziegel trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -10 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 8 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 8 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -10 °C

T_s = °C

6.Schwer

Eine Wand aus 100 mm Holz und 75 mm Ziegel trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -9 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 20 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 20 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -9 °C

T_s = °C

Lösungsschlüssel

1. q″ = 127,5 W/m²
2. q″ = 32 W/m²
3. Q̇ = 813,4 W
4. T_i = −13,65 °C
5. T_s = 17,11 °C
6. T_s = 17,33 °C

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