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 Gipskarton ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 16 °C und -7 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 250 mmA = 10 m²T₁ = 16 °CT₂ = -7 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus expandiertes Polystyrol ist 50 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 19 °C und -13 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 50 mmA = 4 m²T₁ = 19 °CT₂ = -13 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Gipskarton und 25 mm Ziegel, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 23 °C und 4 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 12 m²T₁ = 23 °CT₃ = 4 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm expandiertes Polystyrol und 150 mm Glas, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 25 °C und -6 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 12 m²T₁ = 25 °CT₃ = -6 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 200 mm Gipskarton und 75 mm Mineralwolle trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -14 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 6 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -14 °C

U = W/(m²·K)

6.Schwer

Eine Wand aus 200 mm Glas und 150 mm expandiertes Polystyrol trennt einen Raum mit 20 °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 20 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 20 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = 5 °C

T_s = °C

Lösungsschlüssel

1. q″ = 15,64 W/m²
2. Q̇ = 89,6 W
3. T_i = 4,545 °C
4. T_i = −4,393 °C
5. U = 0,3069 W/(m²·K)
6. T_s = 19,58 °C

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