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 Beton ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 12 m². Ihre Oberflächen haben 16 °C und 9 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 10 mmA = 12 m²T₁ = 16 °CT₂ = 9 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Beton ist 20 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 19 °C und -9 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 20 mmA = 4 m²T₁ = 19 °CT₂ = -9 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Mineralwolle und 150 mm expandiertes Polystyrol, mit einer Fläche von 4 m². Die Außenflächen haben 22 °C und -13 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 4 m²T₁ = 22 °CT₃ = -13 °C

Q̇ = W

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm expandiertes Polystyrol und 25 mm Mineralwolle, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 18 °C und 6 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 12 m²T₁ = 18 °CT₃ = 6 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 250 mm Glas und 25 mm Ziegel trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -8 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 15 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 15 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -8 °C

U = W/(m²·K)

6.Schwer

Eine Wand aus 100 mm Glas und 75 mm Beton trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -13 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 12 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 12 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -13 °C

U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

1. q″ = 980 W/m²
2. q″ = 1960 W/m²
3. Q̇ = 15,08 W
4. T_i = 7,183 °C
5. U = 2,246 W/(m²·K)
6. U = 3,098 W/(m²·K)

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