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 Glas ist 50 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 15 °C und 10 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,96 W/(m·K)L = 50 mmA = 10 m²T₁ = 15 °CT₂ = 10 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Glas ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 21 °C und 9 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,96 W/(m·K)L = 10 mmA = 15 m²T₁ = 21 °CT₂ = 9 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 250 mm Glas und 50 mm Mineralwolle, mit einer Fläche von 6 m². Die Außenflächen haben 17 °C und 3 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 6 m²T₁ = 17 °CT₃ = 3 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm Holz und 100 mm Mineralwolle, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 22 °C und 5 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 8 m²T₁ = 22 °CT₃ = 5 °C

Q̇ = W

5.Schwer

Eine Wand aus 250 mm Holz und 75 mm Glas trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit 2 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 6 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = 2 °C

T_s = °C

6.Schwer

Eine Wand aus 100 mm Glas und 100 mm Beton trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit 2 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 15 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 15 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = 2 °C

T_s = °C

Lösungsschlüssel

1. q″ = 96 W/m²
2. Q̇ = 17280 W
3. T_i = 14,59 °C
4. Q̇ = 44,04 W
5. T_s = 19,2 °C
6. T_s = 14,33 °C

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