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 expandiertes Polystyrol ist 50 mm dick und hat eine Fläche von 8 m². Ihre Oberflächen haben 21 °C und -7 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 50 mmA = 8 m²T₁ = 21 °CT₂ = -7 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Ziegel ist 200 mm dick und hat eine Fläche von 6 m². Ihre Oberflächen haben 22 °C und 0 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 200 mmA = 6 m²T₁ = 22 °CT₂ = 0 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Holz und 25 mm Mineralwolle, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 16 °C und -2 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 20 m²T₁ = 16 °CT₃ = -2 °C

Q̇ = W

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 200 mm Ziegel und 75 mm Holz, mit einer Fläche von 6 m². Die Außenflächen haben 24 °C und 8 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 6 m²T₁ = 24 °CT₃ = 8 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 150 mm Holz und 100 mm Ziegel trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -6 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 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 = 150 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 15 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -6 °C

T_s = °C

6.Schwer

Eine Wand aus 100 mm Glas und 25 mm Beton trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -3 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 8 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 8 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -3 °C

T_s = °C

Lösungsschlüssel

1. q″ = 19,6 W/m²
2. Q̇ = 475,2 W
3. Q̇ = 199,8 W
4. T_i = 17,82 °C
5. T_s = 18,69 °C
6. T_s = 12,46 °C

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