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 Glas ist 20 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 17 °C und 3 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,96 W/(m·K)L = 20 mmA = 10 m²T₁ = 17 °CT₂ = 3 °C

Q̇ = W

2.Leicht

Eine Wand aus expandiertes Polystyrol ist 200 mm dick und hat eine Fläche von 6 m². Ihre Oberflächen haben 15 °C und 10 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 200 mmA = 6 m²T₁ = 15 °CT₂ = 10 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm Holz und 75 mm expandiertes Polystyrol, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 23 °C und -3 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 12 m²T₁ = 23 °CT₃ = -3 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Beton und 50 mm Mineralwolle, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 25 °C und -7 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 20 m²T₁ = 25 °CT₃ = -7 °C

Q̇ = W

5.Schwer

Eine Wand aus 100 mm Mineralwolle und 75 mm Gipskarton trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -5 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 12 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -5 °C

T_s = °C

6.Schwer

Eine Wand aus 250 mm Beton und 150 mm Holz trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -5 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 6 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -5 °C

Q̇ = W

Lösungsschlüssel

1. Q̇ = 6720 W
2. Q̇ = 5,25 W
3. T_i = 17,4 °C
4. Q̇ = 459,5 W
5. T_s = 20,57 °C
6. Q̇ = 124,9 W

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