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 Ziegel ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 12 m². Ihre Oberflächen haben 20 °C und -5 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 10 mmA = 12 m²T₁ = 20 °CT₂ = -5 °C

Q̇ = W

2.Leicht

Eine Wand aus expandiertes Polystyrol ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 6 m². Ihre Oberflächen haben 24 °C und 1 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 10 mmA = 6 m²T₁ = 24 °CT₂ = 1 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Ziegel und 25 mm expandiertes Polystyrol, mit einer Fläche von 10 m². Die Außenflächen haben 24 °C und -4 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 10 m²T₁ = 24 °CT₃ = -4 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm Gipskarton und 25 mm Holz, mit einer Fläche von 4 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 = 25 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 4 m²T₁ = 22 °CT₃ = -8 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 250 mm Ziegel und 25 mm Glas trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -4 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 20 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 20 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -4 °C

U = W/(m²·K)

6.Schwer

Eine Wand aus 50 mm Gipskarton und 25 mm Mineralwolle trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -9 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 4 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -9 °C

Q̇ = W

Lösungsschlüssel

1. Q̇ = 21600 W
2. q″ = 80,5 W/m²
3. T_i = 16,16 °C
4. T_i = −2 °C
5. U = 1,808 W/(m²·K)
6. Q̇ = 113,3 W

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