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
Gipskarton, k = 0,17200 mm17 °C0 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Gipskarton ist 200 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 17 °C und 0 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 200 mmA = 4 m²T1 = 17 °CT2 = 0 °C
q″ = W/m²
2.Leicht
Holz, k = 0,17250 mm19 °C5 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus Holz ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 19 °C und 5 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 250 mmA = 15 m²T1 = 19 °CT2 = 5 °C
Q̇ = W
3.Mittel
Beton, k = 1,4100 mmExpandiertes Polystyrol, k = 0,035100 mm24 °C-7 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 100 mm Beton und 100 mm expandiertes Polystyrol, mit einer Fläche von 6 m². Die Außenflächen haben 24 °C und -7 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 100 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 6 m²T1 = 24 °CT3 = -7 °C
Q̇ = W
4.Mittel
Holz, k = 0,17150 mmMineralwolle, k = 0,0425 mm24 °C-9 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 150 mm Holz und 25 mm Mineralwolle, mit einer Fläche von 6 m². Die Außenflächen haben 24 °C und -9 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 150 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 6 m²T1 = 24 °CT3 = -9 °C
Ti = °C
5.Schwer
Expandiertes Polystyrol, k = 0,03550 mmBeton, k = 1,425 mmRaum 21 °Caußen 1 °CQ̇

Eine Wand aus 50 mm expandiertes Polystyrol und 25 mm Beton trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit 1 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L1 = 50 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 6 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = 1 °C
U = W/(m²·K)
6.Schwer
Beton, k = 1,4200 mmGipskarton, k = 0,17150 mmRaum 22 °Caußen -8 °CTs​ = ?Q̇

Eine Wand aus 200 mm Beton und 150 mm Gipskarton trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -8 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 10 m². Bestimme die Temperatur Ts der Innenoberfläche der Wand.

L1 = 200 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 10 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = -8 °C
Ts = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. q″ = 14,45 W/m²
  2. 2. Q̇ = 142,8 W
  3. 3. Q̇ = 63,51 W
  4. 4. Ti = 4,683 °C
  5. 5. U = 0,6074 W/(m²·K)
  6. 6. Ts = 18,88 °C

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