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 Gipskarton ist 150 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 = 0,17 W/(m·K)L = 150 mmA = 6 m²T₁ = 24 °CT₂ = -1 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Beton ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 17 °C und -3 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 250 mmA = 10 m²T₁ = 17 °CT₂ = -3 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Holz und 75 mm Ziegel, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 16 °C und -11 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 20 m²T₁ = 16 °CT₃ = -11 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 250 mm Glas und 75 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 6 m². Die Außenflächen haben 22 °C und -7 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 6 m²T₁ = 22 °CT₃ = -7 °C

Q̇ = W

5.Schwer

Eine Wand aus 200 mm Glas und 25 mm Mineralwolle trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -7 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 6 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -7 °C

U = W/(m²·K)

6.Schwer

Eine Wand aus 150 mm Holz und 75 mm Ziegel trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -10 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 6 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -10 °C

U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

1. q″ = 28,33 W/m²
2. q″ = 112 W/m²
3. T_i = −8,804 °C
4. Q̇ = 248 W
5. U = 0,9917 W/(m²·K)
6. U = 0,8428 W/(m²·K)

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