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 100 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und -4 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 100 mmA = 4 m²T₁ = 18 °CT₂ = -4 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Ziegel ist 150 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 24 °C und 8 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 150 mmA = 10 m²T₁ = 24 °CT₂ = 8 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 250 mm expandiertes Polystyrol und 75 mm Beton, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 23 °C und -12 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 15 m²T₁ = 23 °CT₃ = -12 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 50 mm Beton und 75 mm Glas, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 23 °C und 7 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 50 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 8 m²T₁ = 23 °CT₃ = 7 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 200 mm Gipskarton und 150 mm Holz trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -7 °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 = 0,17 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 4 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -7 °C

Q̇ = W

6.Schwer

Eine Wand aus 50 mm Ziegel und 25 mm Glas trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -5 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 10 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 10 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -5 °C

T_s = °C

Lösungsschlüssel

1. q″ = 7,7 W/m²
2. Q̇ = 768 W
3. T_i = −11,74 °C
4. T_i = 17,98 °C
5. Q̇ = 47,67 W
6. T_s = 7,947 °C

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