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
Holz, k = 0,17200 mm17 °C5 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus Holz ist 200 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 17 °C und 5 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 200 mmA = 4 m²T1 = 17 °CT2 = 5 °C
Q̇ = W
2.Leicht
Mineralwolle, k = 0,0420 mm18 °C-10 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Mineralwolle ist 20 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und -10 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,04 W/(m·K)L = 20 mmA = 20 m²T1 = 18 °CT2 = -10 °C
q″ = W/m²
3.Mittel
Glas, k = 0,96250 mmBeton, k = 1,4150 mm19 °C-9 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 250 mm Glas und 150 mm Beton, mit einer Fläche von 6 m². Die Außenflächen haben 19 °C und -9 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 250 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 6 m²T1 = 19 °CT3 = -9 °C
Ti = °C
4.Mittel
Beton, k = 1,4250 mmZiegel, k = 0,72100 mm20 °C-5 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 250 mm Beton und 100 mm Ziegel, mit einer Fläche von 4 m². Die Außenflächen haben 20 °C und -5 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 250 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 4 m²T1 = 20 °CT3 = -5 °C
Q̇ = W
5.Schwer
Expandiertes Polystyrol, k = 0,035200 mmZiegel, k = 0,72150 mmRaum 20 °Caußen -8 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus 200 mm expandiertes Polystyrol und 150 mm Ziegel trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -8 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 20 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L1 = 200 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 20 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -8 °C
Q̇ = W
6.Schwer
Expandiertes Polystyrol, k = 0,035150 mmMineralwolle, k = 0,0425 mmRaum 21 °Caußen -12 °CTs​ = ?Q̇

Eine Wand aus 150 mm expandiertes Polystyrol und 25 mm Mineralwolle trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -12 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 10 m². Bestimme die Temperatur Ts der Innenoberfläche der Wand.

L1 = 150 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 10 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -12 °C
Ts = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. Q̇ = 40,8 W
  2. 2. q″ = 56 W/m²
  3. 3. Ti = −0,8381 °C
  4. 4. Q̇ = 315 W
  5. 5. Q̇ = 92,22 W
  6. 6. Ts = 20,19 °C

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