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 = 0,96250 mm18 °C-1 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Glas ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und -1 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,96 W/(m·K)L = 250 mmA = 10 m²T1 = 18 °CT2 = -1 °C
q″ = W/m²
2.Leicht
Glas, k = 0,9610 mm16 °C-2 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus Glas ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 16 °C und -2 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,96 W/(m·K)L = 10 mmA = 8 m²T1 = 16 °CT2 = -2 °C
Q̇ = W
3.Mittel
Beton, k = 1,4150 mmExpandiertes Polystyrol, k = 0,03575 mm22 °C-15 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 150 mm Beton und 75 mm expandiertes Polystyrol, mit einer Fläche von 10 m². Die Außenflächen haben 22 °C und -15 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 150 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 10 m²T1 = 22 °CT3 = -15 °C
Ti = °C
4.Mittel
Glas, k = 0,96100 mmBeton, k = 1,425 mm25 °C-13 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 100 mm Glas und 25 mm Beton, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 25 °C und -13 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 100 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 8 m²T1 = 25 °CT3 = -13 °C
Q̇ = W
5.Schwer
Mineralwolle, k = 0,04100 mmGlas, k = 0,9625 mmRaum 21 °Caußen -11 °CQ̇

Eine Wand aus 100 mm Mineralwolle und 25 mm Glas trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -11 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 20 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L1 = 100 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 20 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -11 °C
U = W/(m²·K)
6.Schwer
Glas, k = 0,96200 mmMineralwolle, k = 0,0475 mmRaum 22 °Caußen -6 °CTs​ = ?Q̇

Eine Wand aus 200 mm Glas und 75 mm Mineralwolle trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -6 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 20 m². Bestimme die Temperatur Ts der Innenoberfläche der Wand.

L1 = 200 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 20 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = -6 °C
Ts = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. q″ = 72,96 W/m²
  2. 2. Q̇ = 13824 W
  3. 3. Ti = 20,24 °C
  4. 4. Q̇ = 2491 W
  5. 5. U = 0,3659 W/(m²·K)
  6. 6. Ts = 19,96 °C

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