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 Ziegel ist 20 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 19 °C und 1 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 20 mmA = 10 m²T₁ = 19 °CT₂ = 1 °C

Q̇ = W

2.Leicht

Eine Wand aus Ziegel ist 100 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 25 °C und -6 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 100 mmA = 8 m²T₁ = 25 °CT₂ = -6 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 50 mm expandiertes Polystyrol und 50 mm Glas, mit einer Fläche von 6 m². Die Außenflächen haben 25 °C und 10 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 6 m²T₁ = 25 °CT₃ = 10 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 250 mm Beton und 100 mm Ziegel, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 16 °C und -12 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 250 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 12 m²T₁ = 16 °CT₃ = -12 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 250 mm Beton und 150 mm Holz trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -2 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 12 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -2 °C

Q̇ = W

6.Schwer

Eine Wand aus 100 mm Gipskarton und 150 mm Beton trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -14 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 30 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 = 150 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 8 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -14 °C

T_s = °C

Lösungsschlüssel

1. Q̇ = 6480 W
2. q″ = 223,2 W/m²
3. T_i = 10,53 °C
4. T_i = 0,25 °C
5. Q̇ = 234 W
6. T_s = 15,9 °C

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