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
Ziegel, k = 0,7210 mm15 °C-13 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus Ziegel ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 15 °C und -13 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 10 mmA = 4 m²T1 = 15 °CT2 = -13 °C
Q̇ = W
2.Leicht
Mineralwolle, k = 0,04250 mm18 °C-14 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Mineralwolle ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und -14 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,04 W/(m·K)L = 250 mmA = 15 m²T1 = 18 °CT2 = -14 °C
q″ = W/m²
3.Mittel
Ziegel, k = 0,72250 mmGlas, k = 0,96150 mm21 °C7 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 250 mm Ziegel und 150 mm Glas, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 21 °C und 7 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 250 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 8 m²T1 = 21 °CT3 = 7 °C
Q̇ = W
4.Mittel
Expandiertes Polystyrol, k = 0,035150 mmGlas, k = 0,9675 mm15 °C-2 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 150 mm expandiertes Polystyrol und 75 mm Glas, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 15 °C und -2 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 150 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 12 m²T1 = 15 °CT3 = -2 °C
Ti = °C
5.Schwer
Expandiertes Polystyrol, k = 0,035250 mmGipskarton, k = 0,1750 mmRaum 22 °Caußen -5 °CTs​ = ?Q̇

Eine Wand aus 250 mm expandiertes Polystyrol und 50 mm Gipskarton trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -5 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 15 m². Bestimme die Temperatur Ts der Innenoberfläche der Wand.

L1 = 250 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 15 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = -5 °C
Ts = °C
6.Schwer
Holz, k = 0,17150 mmMineralwolle, k = 0,0425 mmRaum 21 °Caußen 4 °CTs​ = ?Q̇

Eine Wand aus 150 mm Holz und 25 mm Mineralwolle trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit 4 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 8 m². Bestimme die Temperatur Ts der Innenoberfläche der Wand.

L1 = 150 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 8 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = 4 °C
Ts = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. Q̇ = 8064 W
  2. 2. q″ = 5,12 W/m²
  3. 3. Q̇ = 222,5 W
  4. 4. Ti = −1,696 °C
  5. 5. Ts = 21,56 °C
  6. 6. Ts = 19,68 °C

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