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 Beton ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 24 °C und -2 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 10 mmA = 10 m²T₁ = 24 °CT₂ = -2 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Beton ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 22 °C und -1 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 250 mmA = 20 m²T₁ = 22 °CT₂ = -1 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm Gipskarton und 50 mm Mineralwolle, mit einer Fläche von 10 m². Die Außenflächen haben 22 °C und -8 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 10 m²T₁ = 22 °CT₃ = -8 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 50 mm Holz und 75 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 19 °C und 0 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 15 m²T₁ = 19 °CT₃ = 0 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 200 mm Holz und 100 mm expandiertes Polystyrol trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -9 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 15 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 15 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -9 °C

U = W/(m²·K)

6.Schwer

Eine Wand aus 100 mm Ziegel und 150 mm Gipskarton trennt einen Raum mit 21 °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 10 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 10 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -5 °C

T_s = °C

Lösungsschlüssel

1. q″ = 3640 W/m²
2. q″ = 128,8 W/m²
3. T_i = 12,4 °C
4. T_i = 11,4 °C
5. U = 0,2383 W/(m²·K)
6. T_s = 17,45 °C

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