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 Mineralwolle ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 12 m². Ihre Oberflächen haben 15 °C und -6 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,04 W/(m·K)L = 10 mmA = 12 m²T₁ = 15 °CT₂ = -6 °C

Q̇ = W

2.Leicht

Eine Wand aus Gipskarton ist 150 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 23 °C und 6 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 150 mmA = 15 m²T₁ = 23 °CT₂ = 6 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 150 mm Mineralwolle und 50 mm Ziegel, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 22 °C und 4 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 20 m²T₁ = 22 °CT₃ = 4 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 150 mm Beton und 50 mm Ziegel, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 25 °C und -3 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 150 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 15 m²T₁ = 25 °CT₃ = -3 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 100 mm expandiertes Polystyrol und 75 mm Ziegel trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -13 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 10 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 10 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -13 °C

U = W/(m²·K)

6.Schwer

Eine Wand aus 250 mm expandiertes Polystyrol und 150 mm Gipskarton trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit 4 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 10 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 10 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = 4 °C

Q̇ = W

Lösungsschlüssel

1. Q̇ = 1008 W
2. q″ = 19,27 W/m²
3. T_i = 4,327 °C
4. T_i = 8,011 °C
5. U = 0,3224 W/(m²·K)
6. Q̇ = 22 W

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