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 150 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 21 °C und 7 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 150 mmA = 10 m²T₁ = 21 °CT₂ = 7 °C

Q̇ = W

2.Leicht

Eine Wand aus Ziegel ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 15 °C und 7 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 10 mmA = 20 m²T₁ = 15 °CT₂ = 7 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Beton und 100 mm Holz, mit einer Fläche von 10 m². Die Außenflächen haben 21 °C und -9 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 200 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 10 m²T₁ = 21 °CT₃ = -9 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm expandiertes Polystyrol und 75 mm Mineralwolle, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 15 °C und -14 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 12 m²T₁ = 15 °CT₃ = -14 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 150 mm expandiertes Polystyrol und 25 mm Ziegel trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -9 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 8 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 8 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -9 °C

Q̇ = W

6.Schwer

Eine Wand aus 200 mm expandiertes Polystyrol und 75 mm Mineralwolle trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -2 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 15 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 15 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -2 °C

T_s = °C

Lösungsschlüssel

1. Q̇ = 32,67 W
2. Q̇ = 11520 W
3. T_i = 15,14 °C
4. T_i = −2,509 °C
5. Q̇ = 55,6 W
6. T_s = 21,6 °C

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