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 = 0,7220 mm15 °C-14 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Ziegel ist 20 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 15 °C und -14 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 20 mmA = 4 m²T1 = 15 °CT2 = -14 °C
q″ = W/m²
2.Leicht
Holz, k = 0,17100 mm16 °C-9 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Holz ist 100 mm dick und hat eine Fläche von 12 m². Ihre Oberflächen haben 16 °C und -9 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 100 mmA = 12 m²T1 = 16 °CT2 = -9 °C
q″ = W/m²
3.Mittel
Mineralwolle, k = 0,04150 mmBeton, k = 1,425 mm20 °C-3 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 150 mm Mineralwolle und 25 mm Beton, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 20 °C und -3 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 150 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 20 m²T1 = 20 °CT3 = -3 °C
Ti = °C
4.Mittel
Gipskarton, k = 0,1750 mmGlas, k = 0,9675 mm18 °C2 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 50 mm Gipskarton und 75 mm Glas, mit einer Fläche von 10 m². Die Außenflächen haben 18 °C und 2 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 50 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 10 m²T1 = 18 °CT3 = 2 °C
Ti = °C
5.Schwer
Beton, k = 1,4250 mmZiegel, k = 0,7225 mmRaum 21 °Caußen -9 °CQ̇

Eine Wand aus 250 mm Beton und 25 mm Ziegel trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -9 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 10 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L1 = 250 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 10 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -9 °C
U = W/(m²·K)
6.Schwer
Mineralwolle, k = 0,0450 mmHolz, k = 0,1750 mmRaum 21 °Caußen -14 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus 50 mm Mineralwolle und 50 mm Holz trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -14 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 10 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L1 = 50 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 10 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -14 °C
Q̇ = W

Lösungsschlüssel

  1. 1. q″ = 1044 W/m²
  2. 2. q″ = 42,5 W/m²
  3. 3. Ti = −2,891 °C
  4. 4. Ti = 5,358 °C
  5. 5. U = 2,643 W/(m²·K)
  6. 6. Q̇ = 198,8 W

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