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
Expandiertes Polystyrol, k = 0,03510 mm18 °C-12 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus expandiertes Polystyrol ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und -12 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 10 mmA = 8 m²T1 = 18 °CT2 = -12 °C
Q̇ = W
2.Leicht
Mineralwolle, k = 0,0450 mm17 °C-15 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Mineralwolle ist 50 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 17 °C und -15 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,04 W/(m·K)L = 50 mmA = 20 m²T1 = 17 °CT2 = -15 °C
q″ = W/m²
3.Mittel
Glas, k = 0,96100 mmExpandiertes Polystyrol, k = 0,03550 mm22 °C-9 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 100 mm Glas und 50 mm expandiertes Polystyrol, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 22 °C und -9 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 100 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 12 m²T1 = 22 °CT3 = -9 °C
Ti = °C
4.Mittel
Mineralwolle, k = 0,04150 mmExpandiertes Polystyrol, k = 0,035100 mm17 °C7 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 150 mm Mineralwolle und 100 mm expandiertes Polystyrol, mit einer Fläche von 10 m². Die Außenflächen haben 17 °C und 7 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 150 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 10 m²T1 = 17 °CT3 = 7 °C
Ti = °C
5.Schwer
Glas, k = 0,9650 mmMineralwolle, k = 0,0425 mmRaum 22 °Caußen 2 °CTs​ = ?Q̇

Eine Wand aus 50 mm Glas und 25 mm Mineralwolle trennt einen Raum mit 22 °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 Ts der Innenoberfläche der Wand.

L1 = 50 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 6 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = 2 °C
Ts = °C
6.Schwer
Gipskarton, k = 0,17150 mmGlas, k = 0,9650 mmRaum 20 °Caußen -12 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus 150 mm Gipskarton und 50 mm Glas trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -12 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 8 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L1 = 150 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 8 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -12 °C
Q̇ = W

Lösungsschlüssel

  1. 1. Q̇ = 840 W
  2. 2. q″ = 25,6 W/m²
  3. 3. Ti = 19,89 °C
  4. 4. Ti = 11,32 °C
  5. 5. Ts = 18,97 °C
  6. 6. Q̇ = 224,3 W

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