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
Ziegel, k = 0,72200 mm24 °C-10 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Ziegel ist 200 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 24 °C und -10 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 200 mmA = 20 m²T1 = 24 °CT2 = -10 °C
q″ = W/m²
2.Leicht
Gipskarton, k = 0,1710 mm15 °C2 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Gipskarton ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 15 °C und 2 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 10 mmA = 20 m²T1 = 15 °CT2 = 2 °C
q″ = W/m²
3.Mittel
Holz, k = 0,17250 mmExpandiertes Polystyrol, k = 0,03525 mm21 °C-7 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 250 mm Holz und 25 mm expandiertes Polystyrol, mit einer Fläche von 6 m². Die Außenflächen haben 21 °C und -7 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 250 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 6 m²T1 = 21 °CT3 = -7 °C
Ti = °C
4.Mittel
Expandiertes Polystyrol, k = 0,03550 mmZiegel, k = 0,72100 mm23 °C5 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 50 mm expandiertes Polystyrol und 100 mm Ziegel, mit einer Fläche von 4 m². Die Außenflächen haben 23 °C und 5 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 50 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 4 m²T1 = 23 °CT3 = 5 °C
Q̇ = W
5.Schwer
Beton, k = 1,4100 mmMineralwolle, k = 0,04150 mmRaum 22 °Caußen 5 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus 100 mm Beton und 150 mm Mineralwolle trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit 5 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 12 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L1 = 100 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 12 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = 5 °C
Q̇ = W
6.Schwer
Glas, k = 0,96100 mmHolz, k = 0,1750 mmRaum 21 °Caußen -12 °CTs​ = ?Q̇

Eine Wand aus 100 mm Glas und 50 mm Holz trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -12 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 12 m². Bestimme die Temperatur Ts der Innenoberfläche der Wand.

L1 = 100 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -12 °C
Ts = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. q″ = 122,4 W/m²
  2. 2. q″ = 221 W/m²
  3. 3. Ti = 2,154 °C
  4. 4. Q̇ = 45,93 W
  5. 5. Q̇ = 50,73 W
  6. 6. Ts = 13,46 °C

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