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
Expandiertes Polystyrol, k = 0,035200 mm19 °C6 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus expandiertes Polystyrol ist 200 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 19 °C und 6 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 200 mmA = 10 m²T1 = 19 °CT2 = 6 °C
Q̇ = W
2.Leicht
Glas, k = 0,96200 mm15 °C8 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Glas ist 200 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 15 °C und 8 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,96 W/(m·K)L = 200 mmA = 20 m²T1 = 15 °CT2 = 8 °C
q″ = W/m²
3.Mittel
Gipskarton, k = 0,17100 mmExpandiertes Polystyrol, k = 0,035100 mm18 °C-1 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 100 mm Gipskarton und 100 mm expandiertes Polystyrol, mit einer Fläche von 6 m². Die Außenflächen haben 18 °C und -1 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 100 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 6 m²T1 = 18 °CT3 = -1 °C
Ti = °C
4.Mittel
Beton, k = 1,4100 mmHolz, k = 0,1725 mm17 °C-1 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 100 mm Beton und 25 mm Holz, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 17 °C und -1 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 100 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 8 m²T1 = 17 °CT3 = -1 °C
Ti = °C
5.Schwer
Holz, k = 0,1750 mmZiegel, k = 0,72150 mmRaum 20 °Caußen 1 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus 50 mm Holz und 150 mm Ziegel trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit 1 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L1 = 50 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 6 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = 1 °C
Q̇ = W
6.Schwer
Glas, k = 0,9650 mmMineralwolle, k = 0,0475 mmRaum 21 °Caußen -14 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus 50 mm Glas und 75 mm Mineralwolle trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -14 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L1 = 50 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 6 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -14 °C
Q̇ = W

Lösungsschlüssel

  1. 1. Q̇ = 22,75 W
  2. 2. q″ = 33,6 W/m²
  3. 3. Ti = 14,76 °C
  4. 4. Ti = 11,12 °C
  5. 5. Q̇ = 179,3 W
  6. 6. Q̇ = 98,42 W

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