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 Beton ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 6 m². Ihre Oberflächen haben 25 °C und -14 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 1,4 W/(m·K)L = 250 mmA = 6 m²T₁ = 25 °CT₂ = -14 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Ziegel ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 17 °C und 9 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 250 mmA = 4 m²T₁ = 17 °CT₂ = 9 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 150 mm Mineralwolle und 150 mm Ziegel, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 19 °C und -14 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 8 m²T₁ = 19 °CT₃ = -14 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm expandiertes Polystyrol und 100 mm Holz, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 15 °C und 7 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 8 m²T₁ = 15 °CT₃ = 7 °C

Q̇ = W

5.Schwer

Eine Wand aus 250 mm Gipskarton und 100 mm Beton trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -6 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 4 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -6 °C

Q̇ = W

6.Schwer

Eine Wand aus 250 mm Ziegel und 75 mm Holz trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -4 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 10 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 10 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -4 °C

T_s = °C

Lösungsschlüssel

1. q″ = 218,4 W/m²
2. Q̇ = 92,16 W
3. T_i = −12,26 °C
4. Q̇ = 18,58 W
5. Q̇ = 64,46 W
6. T_s = 18,34 °C

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