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 = 0,1720 mm21 °C-5 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Gipskarton ist 20 mm dick und hat eine Fläche von 6 m². Ihre Oberflächen haben 21 °C und -5 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,17 W/(m·K)L = 20 mmA = 6 m²T1 = 21 °CT2 = -5 °C
q″ = W/m²
2.Leicht
Glas, k = 0,96150 mm17 °C-1 °Cq″ = ?

Eine Wand aus Glas ist 150 mm dick und hat eine Fläche von 12 m². Ihre Oberflächen haben 17 °C und -1 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,96 W/(m·K)L = 150 mmA = 12 m²T1 = 17 °CT2 = -1 °C
q″ = W/m²
3.Mittel
Expandiertes Polystyrol, k = 0,03550 mmHolz, k = 0,1750 mm16 °C-1 °CQ̇ = ?

Eine Wand besteht aus 50 mm expandiertes Polystyrol und 50 mm Holz, mit einer Fläche von 4 m². Die Außenflächen haben 16 °C und -1 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇ durch die Wand.

L1 = 50 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 4 m²T1 = 16 °CT3 = -1 °C
Q̇ = W
4.Mittel
Ziegel, k = 0,72200 mmGlas, k = 0,9625 mm15 °C-7 °CTi​ = ?Q̇

Eine Wand besteht aus 200 mm Ziegel und 25 mm Glas, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 15 °C und -7 °C. Bestimme die Temperatur Ti an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L1 = 200 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 15 m²T1 = 15 °CT3 = -7 °C
Ti = °C
5.Schwer
Holz, k = 0,1750 mmExpandiertes Polystyrol, k = 0,035100 mmRaum 20 °Caußen -8 °CTs​ = ?Q̇

Eine Wand aus 50 mm Holz und 100 mm expandiertes Polystyrol trennt einen Raum mit 20 °C von der Außenluft mit -8 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 6 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme die Temperatur Ts der Innenoberfläche der Wand.

L1 = 50 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 4 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -8 °C
Ts = °C
6.Schwer
Gipskarton, k = 0,17150 mmZiegel, k = 0,7250 mmRaum 21 °Caußen -11 °CQ̇ = ?

Eine Wand aus 150 mm Gipskarton und 50 mm Ziegel trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -11 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 10 W/(m²·K) und außen 25 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 15 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L1 = 150 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 15 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -11 °C
Q̇ = W

Lösungsschlüssel

  1. 1. q″ = 221 W/m²
  2. 2. q″ = 115,2 W/m²
  3. 3. Q̇ = 39,47 W
  4. 4. Ti = −5,114 °C
  5. 5. Ts = 18,61 °C
  6. 6. Q̇ = 439,6 W

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