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 Holz ist 100 mm dick und hat eine Fläche von 6 m². Ihre Oberflächen haben 20 °C und -15 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 100 mmA = 6 m²T₁ = 20 °CT₂ = -15 °C

Q̇ = W

2.Leicht

Eine Wand aus Beton ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 12 m². Ihre Oberflächen haben 20 °C und 9 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 10 mmA = 12 m²T₁ = 20 °CT₂ = 9 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm Holz und 25 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 15 °C und -7 °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 = 20 m²T₁ = 15 °CT₃ = -7 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Ziegel und 150 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 4 m². Die Außenflächen haben 18 °C und -10 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 4 m²T₁ = 18 °CT₃ = -10 °C

Q̇ = W

5.Schwer

Eine Wand aus 50 mm Beton und 25 mm Gipskarton trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -12 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 50 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 4 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -12 °C

T_s = °C

6.Schwer

Eine Wand aus 250 mm Gipskarton und 50 mm Mineralwolle trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit 2 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 6 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = 2 °C

U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

1. Q̇ = 357 W
2. q″ = 1540 W/m²
3. T_i = −2,6 °C
4. Q̇ = 96,54 W
5. T_s = 10,09 °C
6. U = 0,3496 W/(m²·K)

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