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

Eine Wand aus Glas ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 6 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und 3 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,96 W/(m·K)L = 10 mmA = 6 m²T₁ = 18 °CT₂ = 3 °C

Q̇ = W

2.Leicht

Eine Wand aus Glas ist 50 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 22 °C und 4 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,96 W/(m·K)L = 50 mmA = 10 m²T₁ = 22 °CT₂ = 4 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 250 mm Holz und 100 mm Glas, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 17 °C und -11 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 15 m²T₁ = 17 °CT₃ = -11 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm Beton und 100 mm Glas, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 21 °C und -15 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 100 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 12 m²T₁ = 21 °CT₃ = -15 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 200 mm Glas und 150 mm Holz trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -13 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 15 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 15 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -13 °C

T_s = °C

6.Schwer

Eine Wand aus 100 mm expandiertes Polystyrol und 50 mm Holz trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -4 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 12 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -4 °C

U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

1. Q̇ = 8640 W
2. q″ = 345,6 W/m²
3. T_i = −9,148 °C
4. T_i = 6,356 °C
5. T_s = 16,67 °C
6. U = 0,2978 W/(m²·K)

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