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 Holz ist 50 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 19 °C und 9 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 50 mmA = 20 m²T₁ = 19 °CT₂ = 9 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Ziegel ist 150 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 16 °C und -6 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 150 mmA = 10 m²T₁ = 16 °CT₂ = -6 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm Ziegel und 150 mm Glas, mit einer Fläche von 10 m². Die Außenflächen haben 21 °C und -6 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 10 m²T₁ = 21 °CT₃ = -6 °C

Q̇ = W

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 250 mm Holz und 75 mm Glas, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 19 °C und -8 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 20 m²T₁ = 19 °CT₃ = -8 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 150 mm Holz und 25 mm Ziegel trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit 5 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 8 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 8 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = 5 °C

U = W/(m²·K)

6.Schwer

Eine Wand aus 100 mm Gipskarton und 75 mm Beton trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -8 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 12 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 12 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -8 °C

U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

1. q″ = 34 W/m²
2. q″ = 105,6 W/m²
3. Q̇ = 914,8 W
4. T_i = −6,638 °C
5. U = 0,9257 W/(m²·K)
6. U = 1,165 W/(m²·K)

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