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 Holz ist 20 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 23 °C und -11 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 20 mmA = 4 m²T₁ = 23 °CT₂ = -11 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Holz ist 150 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 22 °C und 7 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 150 mmA = 10 m²T₁ = 22 °CT₂ = 7 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 250 mm Ziegel und 100 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 18 °C und 10 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²T₁ = 18 °CT₃ = 10 °C

Q̇ = W

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm Gipskarton und 50 mm expandiertes Polystyrol, 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 = 0,17 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 12 m²T₁ = 21 °CT₃ = -15 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 50 mm Glas und 75 mm Beton trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -1 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 8 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 1,4 W/(m·K)A = 8 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -1 °C

T_s = °C

6.Schwer

Eine Wand aus 200 mm Gipskarton und 75 mm Holz trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -6 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 4 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -6 °C

Q̇ = W

Lösungsschlüssel

1. q″ = 289 W/m²
2. Q̇ = 170 W
3. Q̇ = 102,6 W
4. T_i = 10,5 °C
5. T_s = 13 °C
6. Q̇ = 60,58 W

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