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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Name: ____________________ Datum: ____________

1.Leicht

Eine Wand aus Beton ist 20 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 19 °C und 2 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 20 mmA = 15 m²T₁ = 19 °CT₂ = 2 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Glas ist 200 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 15 °C und -4 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,96 W/(m·K)L = 200 mmA = 4 m²T₁ = 15 °CT₂ = -4 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 50 mm Beton und 25 mm Glas, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 16 °C und 1 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 50 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 15 m²T₁ = 16 °CT₃ = 1 °C

Q̇ = W

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 50 mm Gipskarton und 75 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 = 50 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 12 m²T₁ = 23 °CT₃ = -4 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 250 mm Holz und 50 mm Mineralwolle trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -15 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 20 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 20 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -15 °C

Q̇ = W

6.Schwer

Eine Wand aus 200 mm Holz und 150 mm Ziegel trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit 4 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 12 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 12 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = 4 °C

Q̇ = W

Lösungsschlüssel

1. q″ = 1190 W/m²
2. q″ = 91,2 W/m²
3. Q̇ = 3643 W
4. T_i = 3,062 °C
5. Q̇ = 241,7 W
6. Q̇ = 138,5 W

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