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 expandiertes Polystyrol ist 20 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 20 °C und -14 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 20 mmA = 10 m²T₁ = 20 °CT₂ = -14 °C

Q̇ = W

2.Leicht

Eine Wand aus expandiertes Polystyrol ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und 10 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 10 mmA = 8 m²T₁ = 18 °CT₂ = 10 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 50 mm Gipskarton und 75 mm Holz, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 16 °C und 7 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 20 m²T₁ = 16 °CT₃ = 7 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Ziegel und 150 mm Beton, mit einer Fläche von 6 m². Die Außenflächen haben 18 °C und -9 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 6 m²T₁ = 18 °CT₃ = -9 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 250 mm Ziegel und 100 mm expandiertes Polystyrol trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -4 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 4 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -4 °C

T_s = °C

6.Schwer

Eine Wand aus 200 mm Mineralwolle und 25 mm Ziegel trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit 1 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 4 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = 1 °C

Q̇ = W

Lösungsschlüssel

1. Q̇ = 595 W
2. Q̇ = 224 W
3. T_i = 12,4 °C
4. T_i = −1,485 °C
5. T_s = 18,83 °C
6. Q̇ = 14,5 W

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