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 Glas ist 20 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 15 °C und 6 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,96 W/(m·K)L = 20 mmA = 4 m²T₁ = 15 °CT₂ = 6 °C

Q̇ = W

2.Leicht

Eine Wand aus Holz ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 17 °C und 2 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 250 mmA = 20 m²T₁ = 17 °CT₂ = 2 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Holz und 100 mm Mineralwolle, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 21 °C und 3 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 12 m²T₁ = 21 °CT₃ = 3 °C

Q̇ = W

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Beton und 50 mm Holz, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 17 °C und -9 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 200 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²T₁ = 17 °CT₃ = -9 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 50 mm Gipskarton und 25 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 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 20 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 20 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 250 mm Gipskarton und 75 mm Holz trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -4 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 6 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -4 °C

U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

1. Q̇ = 1728 W
2. q″ = 10,2 W/m²
3. Q̇ = 58,75 W
4. T_i = 8,5 °C
5. U = 1,655 W/(m²·K)
6. U = 0,485 W/(m²·K)

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