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
Holz, k = 0,1720 mm24 °C-7 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Holz ist 20 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 24 °C und -7 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 20 mmA = 15 m²T1 = 24 °CT2 = -7 °C
q″ = W/m²
2.Leicht
Expandiertes Polystyrol, k = 0,035150 mm15 °C0 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus expandiertes Polystyrol ist 150 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 15 °C und 0 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 150 mmA = 15 m²T1 = 15 °CT2 = 0 °C
Q̇ = W
3.Mittel
Ziegel, k = 0,72250 mmHolz, k = 0,1750 mm16 °C-15 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 250 mm Ziegel und 50 mm Holz, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 16 °C und -15 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 250 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²T1 = 16 °CT3 = -15 °C
Ti = °C
4.Mittel
Gipskarton, k = 0,17100 mmHolz, k = 0,17100 mm21 °C3 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 100 mm Gipskarton und 100 mm Holz, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 21 °C und 3 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 100 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 15 m²T1 = 21 °CT3 = 3 °C
Q̇ = W
5.Schwer
Glas, k = 0,96200 mmHolz, k = 0,17150 mmRaum 20 °Caußen -11 °CQ̇

Eine Wand aus 200 mm Glas und 150 mm Holz trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -11 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 8 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L1 = 200 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 8 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -11 °C
U = W/(m²·K)
6.Schwer
Mineralwolle, k = 0,0450 mmExpandiertes Polystyrol, k = 0,03525 mmRaum 21 °Caußen -4 °CQ̇

Eine Wand aus 50 mm Mineralwolle und 25 mm expandiertes Polystyrol trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -4 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 10 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L1 = 50 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 10 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -4 °C
U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

  1. 1. q″ = 263,5 W/m²
  2. 2. Q̇ = 52,5 W
  3. 3. Ti = −0,7834 °C
  4. 4. Q̇ = 229,5 W
  5. 5. U = 0,7964 W/(m²·K)
  6. 6. U = 0,462 W/(m²·K)

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