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 = 0,0410 mm20 °C-14 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Mineralwolle ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 20 °C und -14 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,04 W/(m·K)L = 10 mmA = 8 m²T1 = 20 °CT2 = -14 °C
q″ = W/m²
2.Leicht
Expandiertes Polystyrol, k = 0,035200 mm19 °C-9 °Cq″ = ?

Eine Wand aus expandiertes Polystyrol ist 200 mm dick und hat eine Fläche von 6 m². Ihre Oberflächen haben 19 °C und -9 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 200 mmA = 6 m²T1 = 19 °CT2 = -9 °C
q″ = W/m²
3.Mittel
Beton, k = 1,450 mmGlas, k = 0,9625 mm23 °C3 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 50 mm Beton und 25 mm Glas, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 23 °C und 3 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 50 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 12 m²T1 = 23 °CT3 = 3 °C
Ti = °C
4.Mittel
Mineralwolle, k = 0,04100 mmGipskarton, k = 0,17100 mm21 °C7 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 100 mm Mineralwolle und 100 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 10 m². Die Außenflächen haben 21 °C und 7 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 100 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 10 m²T1 = 21 °CT3 = 7 °C
Ti = °C
5.Schwer
Gipskarton, k = 0,1750 mmExpandiertes Polystyrol, k = 0,03525 mmRaum 20 °Caußen 0 °CQ̇

Eine Wand aus 50 mm Gipskarton und 25 mm expandiertes Polystyrol trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit 0 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 15 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L1 = 50 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 15 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = 0 °C
U = W/(m²·K)
6.Schwer
Beton, k = 1,4100 mmExpandiertes Polystyrol, k = 0,035150 mmRaum 22 °Caußen -12 °CQ̇

Eine Wand aus 100 mm Beton und 150 mm expandiertes Polystyrol trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -12 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L1 = 100 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 6 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = -12 °C
U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

  1. 1. q″ = 136 W/m²
  2. 2. q″ = 4,9 W/m²
  3. 3. Ti = 11,43 °C
  4. 4. Ti = 9,667 °C
  5. 5. U = 0,8487 W/(m²·K)
  6. 6. U = 0,2227 W/(m²·K)

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