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 Mineralwolle ist 200 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 24 °C und -4 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,04 W/(m·K)L = 200 mmA = 10 m²T₁ = 24 °CT₂ = -4 °C

Q̇ = W

2.Leicht

Eine Wand aus Ziegel ist 20 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 21 °C und 7 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 20 mmA = 4 m²T₁ = 21 °CT₂ = 7 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Mineralwolle und 150 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 6 m². Die Außenflächen haben 15 °C und -14 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 6 m²T₁ = 15 °CT₃ = -14 °C

Q̇ = W

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 250 mm Mineralwolle und 50 mm expandiertes Polystyrol, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 24 °C und -10 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 15 m²T₁ = 24 °CT₃ = -10 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 100 mm Holz und 150 mm Mineralwolle trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -7 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 8 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 8 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -7 °C

T_s = °C

6.Schwer

Eine Wand aus 150 mm Glas und 100 mm Holz trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit 5 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 20 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 20 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = 5 °C

Q̇ = W

Lösungsschlüssel

1. Q̇ = 56 W
2. q″ = 504 W/m²
3. Q̇ = 29,58 W
4. T_i = −3,674 °C
5. T_s = 21,2 °C
6. Q̇ = 350 W

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