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 20 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 22 °C und -9 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 20 mmA = 10 m²T₁ = 22 °CT₂ = -9 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Beton ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und 7 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 250 mmA = 8 m²T₁ = 18 °CT₂ = 7 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm Beton und 100 mm expandiertes Polystyrol, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 19 °C und -9 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 100 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 20 m²T₁ = 19 °CT₃ = -9 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm Glas und 150 mm expandiertes Polystyrol, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 23 °C und -15 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 12 m²T₁ = 23 °CT₃ = -15 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 250 mm Holz und 150 mm Mineralwolle trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -2 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 6 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -2 °C

T_s = °C

6.Schwer

Eine Wand aus 250 mm Glas und 75 mm Gipskarton trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -13 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 4 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -13 °C

T_s = °C

Lösungsschlüssel

1. q″ = 263,5 W/m²
2. q″ = 61,6 W/m²
3. T_i = 18,32 °C
4. T_i = 22,1 °C
5. T_s = 20,45 °C
6. T_s = 13,9 °C

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