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
Expandiertes Polystyrol, k = 0,035100 mm24 °C-9 °Cq″ = ?

Eine Wand aus expandiertes Polystyrol ist 100 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 24 °C und -9 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 100 mmA = 20 m²T1 = 24 °CT2 = -9 °C
q″ = W/m²
2.Leicht
Mineralwolle, k = 0,0410 mm25 °C-2 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus Mineralwolle ist 10 mm dick und hat eine Fläche von 6 m². Ihre Oberflächen haben 25 °C und -2 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

k = 0,04 W/(m·K)L = 10 mmA = 6 m²T1 = 25 °CT2 = -2 °C
Q̇ = W
3.Mittel
Mineralwolle, k = 0,04200 mmHolz, k = 0,17150 mm23 °C1 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 200 mm Mineralwolle und 150 mm Holz, mit einer Fläche von 6 m². Die Außenflächen haben 23 °C und 1 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 200 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 6 m²T1 = 23 °CT3 = 1 °C
Q̇ = W
4.Mittel
Beton, k = 1,4250 mmExpandiertes Polystyrol, k = 0,03550 mm23 °C-15 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 250 mm Beton und 50 mm expandiertes Polystyrol, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 23 °C und -15 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 250 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 15 m²T1 = 23 °CT3 = -15 °C
Ti = °C
5.Schwer
Gipskarton, k = 0,17150 mmGlas, k = 0,96150 mmRaum 21 °Caußen 1 °CQ̇

Eine Wand aus 150 mm Gipskarton und 150 mm Glas trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit 1 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 6 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L1 = 150 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 6 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = 1 °C
U = W/(m²·K)
6.Schwer
Gipskarton, k = 0,1750 mmBeton, k = 1,475 mmRaum 20 °Caußen 2 °CQ̇

Eine Wand aus 50 mm Gipskarton und 75 mm Beton trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit 2 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 15 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L1 = 50 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 15 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = 2 °C
U = W/(m²·K)

Lösungsschlüssel

  1. 1. q″ = 11,55 W/m²
  2. 2. Q̇ = 648 W
  3. 3. Q̇ = 22,44 W
  4. 4. Ti = 18,78 °C
  5. 5. U = 0,803 W/(m²·K)
  6. 6. U = 2,05 W/(m²·K)

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