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
Glas, k = 0,96200 mm21 °C3 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus Glas ist 200 mm dick und hat eine Fläche von 10 m². Ihre Oberflächen haben 21 °C und 3 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,96 W/(m·K)L = 200 mmA = 10 m²T1 = 21 °CT2 = 3 °C
Q̇ = W
2.Leicht
Glas, k = 0,9650 mm15 °C-12 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Glas ist 50 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 15 °C und -12 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,96 W/(m·K)L = 50 mmA = 20 m²T1 = 15 °CT2 = -12 °C
q″ = W/m²
3.Mittel
Ziegel, k = 0,72200 mmMineralwolle, k = 0,04150 mm18 °C0 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 200 mm Ziegel und 150 mm Mineralwolle, mit einer Fläche von 8 m². Die Außenflächen haben 18 °C und 0 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 200 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 8 m²T1 = 18 °CT3 = 0 °C
Q̇ = W
4.Mittel
Expandiertes Polystyrol, k = 0,035200 mmZiegel, k = 0,72100 mm19 °C0 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 200 mm expandiertes Polystyrol und 100 mm Ziegel, mit einer Fläche von 4 m². Die Außenflächen haben 19 °C und 0 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 200 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 4 m²T1 = 19 °CT3 = 0 °C
Ti = °C
5.Schwer
Beton, k = 1,450 mmGlas, k = 0,9650 mmRaum 21 °Caußen -7 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus 50 mm Beton und 50 mm Glas trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -7 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 20 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L1 = 50 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 20 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -7 °C
Q̇ = W
6.Schwer
Ziegel, k = 0,72150 mmMineralwolle, k = 0,0425 mmRaum 20 °Caußen 1 °CQ̇

Eine Wand aus 150 mm Ziegel und 25 mm Mineralwolle trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit 1 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L1 = 150 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 6 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = 1 °C
U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

  1. 1. Q̇ = 864 W
  2. 2. q″ = 518,4 W/m²
  3. 3. Q̇ = 35,75 W
  4. 4. Ti = 0,4508 °C
  5. 5. Q̇ = 2173 W
  6. 6. U = 0,9524 W/(m²·K)

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