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 Ziegel ist 50 mm dick und hat eine Fläche von 12 m². Ihre Oberflächen haben 18 °C und 0 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 50 mmA = 12 m²T₁ = 18 °CT₂ = 0 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus expandiertes Polystyrol ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 6 m². Ihre Oberflächen haben 19 °C und 0 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 10 mmA = 6 m²T₁ = 19 °CT₂ = 0 °C

Q̇ = W

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 150 mm Mineralwolle und 100 mm Holz, mit einer Fläche von 4 m². Die Außenflächen haben 22 °C und 10 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 4 m²T₁ = 22 °CT₃ = 10 °C

Q̇ = W

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 150 mm Beton und 150 mm Holz, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 20 °C und 8 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 150 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 20 m²T₁ = 20 °CT₃ = 8 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 50 mm Glas und 75 mm Holz trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -15 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 20 m². Bestimme die Temperatur T_s der Innenoberfläche der Wand.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 20 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = -15 °C

T_s = °C

6.Schwer

Eine Wand aus 100 mm expandiertes Polystyrol und 25 mm Holz trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -9 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 100 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 4 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -9 °C

Q̇ = W

Lösungsschlüssel

1. q″ = 259,2 W/m²
2. Q̇ = 399 W
3. Q̇ = 11,06 W
4. T_i = 18,7 °C
5. T_s = 13,25 °C
6. Q̇ = 37,69 W

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