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 200 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 17 °C und -7 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 200 mmA = 4 m²T₁ = 17 °CT₂ = -7 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus Ziegel ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 15 °C und -15 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 10 mmA = 20 m²T₁ = 15 °CT₂ = -15 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 250 mm Gipskarton und 100 mm Glas, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 15 °C und 9 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 8 m²T₁ = 15 °CT₃ = 9 °C

Q̇ = W

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 150 mm Mineralwolle und 50 mm Beton, mit einer Fläche von 10 m². Die Außenflächen haben 19 °C und -7 °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 = 1,4 W/(m·K)A = 10 m²T₁ = 19 °CT₃ = -7 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 200 mm Ziegel und 75 mm expandiertes Polystyrol trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -11 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 20 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 200 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 20 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -11 °C

Q̇ = W

6.Schwer

Eine Wand aus 250 mm Holz und 75 mm Gipskarton trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -2 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 4 m²h_i = 10 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -2 °C

U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

1. q″ = 4,2 W/m²
2. Q̇ = 43200 W
3. Q̇ = 30,48 W
4. T_i = −6,755 °C
5. Q̇ = 238,4 W
6. U = 0,485 W/(m²·K)

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