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 Ziegel ist 20 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 20 °C und 0 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 20 mmA = 4 m²T₁ = 20 °CT₂ = 0 °C

Q̇ = W

2.Leicht

Eine Wand aus Mineralwolle ist 20 mm dick und hat eine Fläche von 6 m². Ihre Oberflächen haben 19 °C und 2 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,04 W/(m·K)L = 20 mmA = 6 m²T₁ = 19 °CT₂ = 2 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm Glas und 100 mm Holz, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 20 °C und -12 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 8 m²T₁ = 20 °CT₃ = -12 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 250 mm Ziegel und 25 mm Holz, mit einer Fläche von 10 m². Die Außenflächen haben 20 °C und 5 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 10 m²T₁ = 20 °CT₃ = 5 °C

Q̇ = W

5.Schwer

Eine Wand aus 100 mm Ziegel und 100 mm Glas trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -11 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 15 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 15 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -11 °C

U = W/(m²·K)

6.Schwer

Eine Wand aus 100 mm Holz und 75 mm Beton trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -15 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 12 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 12 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -15 °C

T_s = °C

Lösungsschlüssel

1. Q̇ = 2880 W
2. q″ = 34 W/m²
3. T_i = 15,19 °C
4. Q̇ = 303,5 W
5. U = 2,657 W/(m²·K)
6. T_s = 16,34 °C

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