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 expandiertes Polystyrol ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und -1 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 250 mmA = 10 m²T₁ = 18 °CT₂ = -1 °C

Q̇ = W

2.Leicht

Eine Wand aus expandiertes Polystyrol ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 12 m². Ihre Oberflächen haben 16 °C und 3 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 250 mmA = 12 m²T₁ = 16 °CT₂ = 3 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Gipskarton und 50 mm expandiertes Polystyrol, mit einer Fläche von 6 m². Die Außenflächen haben 15 °C und -12 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 6 m²T₁ = 15 °CT₃ = -12 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 150 mm Holz und 75 mm Beton, mit einer Fläche von 6 m². Die Außenflächen haben 25 °C und -6 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 6 m²T₁ = 25 °CT₃ = -6 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 100 mm Holz und 100 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 Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 100 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

U = W/(m²·K)

6.Schwer

Eine Wand aus 200 mm Gipskarton und 75 mm Mineralwolle trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -4 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 8 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 8 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -4 °C

U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

1. Q̇ = 26,6 W
2. Q̇ = 21,84 W
3. T_i = 2,806 °C
4. T_i = −4,226 °C
5. U = 0,3064 W/(m²·K)
6. U = 0,3109 W/(m²·K)

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