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 20 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 21 °C und -8 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,72 W/(m·K)L = 20 mmA = 20 m²T₁ = 21 °CT₂ = -8 °C

Q̇ = W

2.Leicht

Eine Wand aus Holz ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 4 m². Ihre Oberflächen haben 24 °C und 5 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 10 mmA = 4 m²T₁ = 24 °CT₂ = 5 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 250 mm expandiertes Polystyrol und 150 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 12 m². Die Außenflächen haben 20 °C und -3 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,035 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²T₁ = 20 °CT₃ = -3 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 150 mm Beton und 75 mm Ziegel, mit einer Fläche von 10 m². Die Außenflächen haben 16 °C und -4 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L₁ = 150 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,72 W/(m·K)A = 10 m²T₁ = 16 °CT₃ = -4 °C

Q̇ = W

5.Schwer

Eine Wand aus 250 mm Glas und 100 mm expandiertes Polystyrol trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit 5 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 10 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,96 W/(m·K)L₂ = 100 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 10 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 20 °CT_out = 5 °C

U = W/(m²·K)

6.Schwer

Eine Wand aus 50 mm Gipskarton und 75 mm Mineralwolle trennt einen Raum mit 22 °C von der Außenluft mit -12 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 20 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 12 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,17 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 12 m²h_i = 6 W/(m²·K)h_o = 20 W/(m²·K)T_room = 22 °CT_out = -12 °C

U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

1. Q̇ = 20880 W
2. q″ = 323 W/m²
3. T_i = −0,4712 °C
4. Q̇ = 946,5 W
5. U = 0,3048 W/(m²·K)
6. U = 0,4191 W/(m²·K)

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