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
Glas, k = 0,96200 mm19 °C-1 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Glas ist 200 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 19 °C und -1 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,96 W/(m·K)L = 200 mmA = 8 m²T1 = 19 °CT2 = -1 °C
q″ = W/m²
2.Leicht
Mineralwolle, k = 0,0410 mm21 °C4 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Mineralwolle ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 21 °C und 4 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,04 W/(m·K)L = 10 mmA = 20 m²T1 = 21 °CT2 = 4 °C
q″ = W/m²
3.Mittel
Glas, k = 0,96200 mmHolz, k = 0,17150 mm21 °C-8 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 200 mm Glas und 150 mm Holz, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 21 °C und -8 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 200 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 15 m²T1 = 21 °CT3 = -8 °C
Ti = °C
4.Mittel
Glas, k = 0,96250 mmHolz, k = 0,1750 mm21 °C-12 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 250 mm Glas und 50 mm Holz, mit einer Fläche von 6 m². Die Außenflächen haben 21 °C und -12 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 250 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 6 m²T1 = 21 °CT3 = -12 °C
Q̇ = W
5.Schwer
Gipskarton, k = 0,17200 mmMineralwolle, k = 0,04100 mmRaum 21 °Caußen -1 °CTs​ = ?Q̇

Eine Wand aus 200 mm Gipskarton und 100 mm Mineralwolle trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -1 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme die Temperatur Ts der Innenoberfläche der Wand.

L1 = 200 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 4 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -1 °C
Ts = °C
6.Schwer
Mineralwolle, k = 0,04250 mmExpandiertes Polystyrol, k = 0,035150 mmRaum 22 °Caußen 3 °CTs​ = ?Q̇

Eine Wand aus 250 mm Mineralwolle und 150 mm expandiertes Polystyrol trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit 3 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme die Temperatur Ts der Innenoberfläche der Wand.

L1 = 250 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 4 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = 3 °C
Ts = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. q″ = 96 W/m²
  2. 2. q″ = 68 W/m²
  3. 3. Ti = 15,46 °C
  4. 4. Q̇ = 357,1 W
  5. 5. Ts = 20,29 °C
  6. 6. Ts = 21,71 °C

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