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 Ziegel ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 23 °C und 9 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 10 mmA = 4 m²T₁ = 23 °CT₂ = 9 °C

Q̇ = W

2.Leicht

Eine Wand aus expandiertes Polystyrol ist 200 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 15 °C und 1 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 200 mmA = 15 m²T₁ = 15 °CT₂ = 1 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 50 mm expandiertes Polystyrol und 150 mm Glas, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 19 °C und 3 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 8 m²T₁ = 19 °CT₃ = 3 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm Ziegel und 25 mm Holz, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 20 °C und -9 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 20 m²T₁ = 20 °CT₃ = -9 °C

Q̇ = W

5.Schwer

Eine Wand aus 250 mm Ziegel und 100 mm Gipskarton trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit 1 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 8 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 8 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = 1 °C

T_s = °C

6.Schwer

Eine Wand aus 200 mm Mineralwolle und 150 mm Beton trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -14 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 4 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -14 °C

T_s = °C

Lösungsschlüssel

1. Q̇ = 4032 W
2. Q̇ = 36,75 W
3. T_i = 4,577 °C
4. Q̇ = 2028 W
5. T_s = 18,71 °C
6. T_s = 21,12 °C

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