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 20 mm dick und hat eine Fläche von 6 m². Ihre Oberflächen haben 17 °C und 10 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 20 mmA = 6 m²T₁ = 17 °CT₂ = 10 °C

Q̇ = W

2.Leicht

Eine Wand aus Glas ist 150 mm dick und hat eine Fläche von 12 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und -10 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,96 W/(m·K)L = 150 mmA = 12 m²T₁ = 18 °CT₂ = -10 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 100 mm Holz und 50 mm Ziegel, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 15 °C und 6 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 8 m²T₁ = 15 °CT₃ = 6 °C

Q̇ = W

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 50 mm Beton und 50 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 6 m². Die Außenflächen haben 22 °C und 8 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 50 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 6 m²T₁ = 22 °CT₃ = 8 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 100 mm Mineralwolle und 25 mm Ziegel trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -4 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 12 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 12 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 25 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -4 °C

U = W/(m²·K)

6.Schwer

Eine Wand aus 250 mm expandiertes Polystyrol und 150 mm Mineralwolle trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit 4 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 8 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 8 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = 4 °C

U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

1. Q̇ = 73,5 W
2. Q̇ = 2150 W
3. Q̇ = 109,5 W
4. T_i = 20,48 °C
5. U = 0,3704 W/(m²·K)
6. U = 0,09045 W/(m²·K)

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