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
Mineralwolle, k = 0,04200 mm17 °C-2 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Mineralwolle ist 200 mm dick und hat eine Fläche von 6 m². Ihre Oberflächen haben 17 °C und -2 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,04 W/(m·K)L = 200 mmA = 6 m²T1 = 17 °CT2 = -2 °C
q″ = W/m²
2.Leicht
Glas, k = 0,96100 mm15 °C-7 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus Glas ist 100 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 15 °C und -7 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,96 W/(m·K)L = 100 mmA = 4 m²T1 = 15 °CT2 = -7 °C
Q̇ = W
3.Mittel
Glas, k = 0,96250 mmMineralwolle, k = 0,0475 mm21 °C-15 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 250 mm Glas und 75 mm Mineralwolle, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 21 °C und -15 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 250 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 8 m²T1 = 21 °CT3 = -15 °C
Q̇ = W
4.Mittel
Expandiertes Polystyrol, k = 0,035100 mmMineralwolle, k = 0,0450 mm22 °C-1 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 100 mm expandiertes Polystyrol und 50 mm Mineralwolle, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 22 °C und -1 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 100 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 20 m²T1 = 22 °CT3 = -1 °C
Ti = °C
5.Schwer
Beton, k = 1,4100 mmZiegel, k = 0,72100 mmRaum 20 °Caußen -6 °CTs​ = ?Q̇

Eine Wand aus 100 mm Beton und 100 mm Ziegel trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -6 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme die Temperatur Ts der Innenoberfläche der Wand.

L1 = 100 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 4 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -6 °C
Ts = °C
6.Schwer
Expandiertes Polystyrol, k = 0,035100 mmGipskarton, k = 0,1725 mmRaum 20 °Caußen -4 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus 100 mm expandiertes Polystyrol und 25 mm Gipskarton trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -4 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 8 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L1 = 100 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 8 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -4 °C
Q̇ = W

Lösungsschlüssel

  1. 1. q″ = 3,8 W/m²
  2. 2. Q̇ = 844,8 W
  3. 3. Q̇ = 134,9 W
  4. 4. Ti = 6 °C
  5. 5. Ts = 11,18 °C
  6. 6. Q̇ = 60,71 W

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