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 Mineralwolle ist 20 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und 10 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,04 W/(m·K)L = 20 mmA = 4 m²T₁ = 18 °CT₂ = 10 °C

Q̇ = W

2.Leicht

Eine Wand aus Mineralwolle ist 200 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 16 °C und -12 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,04 W/(m·K)L = 200 mmA = 8 m²T₁ = 16 °CT₂ = -12 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm Ziegel und 75 mm Mineralwolle, mit einer Fläche von 10 m². Die Außenflächen haben 25 °C und 2 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 10 m²T₁ = 25 °CT₃ = 2 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 50 mm Holz und 25 mm expandiertes Polystyrol, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 22 °C und 0 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 8 m²T₁ = 22 °CT₃ = 0 °C

Q̇ = W

5.Schwer

Eine Wand aus 150 mm Beton und 150 mm expandiertes Polystyrol trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -14 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 10 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 10 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -14 °C

Q̇ = W

6.Schwer

Eine Wand aus 150 mm Gipskarton und 150 mm Glas trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -5 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 20 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 20 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -5 °C

T_s = °C

Lösungsschlüssel

1. Q̇ = 64 W
2. Q̇ = 44,8 W
3. T_i = 23,41 °C
4. Q̇ = 174,5 W
5. Q̇ = 76,82 W
6. T_s = 17,31 °C

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