Btx energia conceptes 1516 probs

Tecnologia Industrial

ENERGIA - Problemes

oct.-15 Pàgina 1/23 BTX2 Energia Conceptes 1516 Probs.DOC

BTX. TECNOLOGIA INDUSTRIAL

ENERGIA

Exemple 1. Pag 11. Joseph, Joan. "Tecnologia industrial 1. Ed. Mc Graw-Hill. Madrid, 2008.

Una vagoneta que té una massa de 50 kg és en una via horitzontal. L'estirem amb una corda que

forma un angle de 30º en la direcció de la via amb una força de 160 N que la desplaça 100 m. La força

de fricció entre via i rodes és de 40 N. Calcule el treball fet per cadascuns de les forces i el global.

Sol. 13856 J, -4000 J, 0 J, 0 J, 9856 J


Calcula el treball necessari per elevar 12 m un ascensor de massa 1400 kg.

Sol. 164808 J

Problema 4. Pag 13. Joseph, Joan. "Tecnologia industrial 1. Ed. Mc Graw-Hill. Madrid, 2008.

Un muntacàrregues puja una massa de 1800 kg a 20 m d'altura en 1 minut. Calcula el treball que fa i

la potència en CV en aquests casos:

a) Considerant nul el fregament.

b) Si la força de fregament és de 1500 N.

Sol. a) W=353160 J, P=7,99 CV. b) W=383160 J, P=8,67 CV


Des de dalt d'un edifici de 30 m deixem caure un cos de massa 50 g que arriba a terra a una velocitat

de 20 m/s. Quina és l'energia que s'ha dissipat amb el fregament de l'aire?

Sol. 4,715 J


Si en una reacció nuclear hi ha una pèrdua de massa de 3 g, quanta energia s'allibera?

Sol. 2,73·1014 J


Una estufa de 2000 W està en funcionament durant 4 hores. Quina energia ha consumit en aquest

temps?

Sol. 8 kWh


ENERGIA - Problemes



Calcula el rendiment d'una grua que aixeca una massa de 1000 kg a una velocitat 0,50 m/s i utilitza un

motor que consumeix 15 CV a plena càrrega.

Sol. 44,4 %


Un coet de massa 0,50 kg es mou a una velocitat de 40 m/s, explota i es parteix en dos fragments, un

de massa 0,35 kg, que surt llençat a 70 m/s, i l'altre surt a 120 m/s. Quina energia han adquirit a causa

de l'explosió?

Sol. 1537,5 J


Calcula el temps que una motobomba de 10 CV tardarà a omplir d'aigua un dipòsit de 200 m3 situat

a 25 m d'alçada.

Sol. 2,31 h


Calcula l'energia en cada cas:

a) Una roca de 500 kg cau des de 50 m d'altura, xoca amb el terra i es queda immòbil.

b) Una pilota de 300 g es deixa caure des de 2 m d'altura, rebota al terra i arriba a una alçada de 1,2

m.

Sol. 245250 J, 1,57 J

Exemple 4. Pag 23 Joseph, Joan. "Tecnologia industrial 1. Ed. Mc Graw-Hill. Madrid, 2008.

Una central elèctrica té un grup turboalternador de 10 MW, amb un rendiment del 80 %, situat a 120

m per sota del nivell mitjà de l'embassament. Quina ha de ser la capacitat en hm3 per cobrir la

demanda d'energia durant 1 mes.

Sol. 27,5229 hm3

https://sites.google.com/site/tindbac/Home/energia

Un vehículo todo terreno tiene una masa de 1850 Kg. Calcula su energía cinética cuando se desplaza

a la velocidad de 10, 20, 40, 80 y 160 Km/h. Compara los resultados y represéntalos en una gráfica.


Un misil balístico, que se desplaza a una velocidad de 331,2 Km/h, lleva una energía cinética de

5141880 Kilojulios. ¿Cuál es su masa?


ENERGIA - Problemes


Sol. 1220 kg


Un palet de ladrillos contiene 320 ladrillos de 24 x 12 x 7 cm. La densidad de esos ladrillos es de 397

Kg/m3. Calcular la energía necesaria para elevar un palet de ladrillos a un quinto piso, sabiendo que

la altura de cada piso es de 3 metros.

Sol. 37,7 kJ


Una bomba impulsa agua hasta un depósito de 6,2 m3 de capacidad, situado a 16 metros de altura,

que inicialmente se encuentra vacío. Dicha bomba, con un rendimiento del 72%, absorbe de la red

eléctrica una potencia de 0,75 CV. Calcular:

a) Cuánto tiempo tiene que estar funcionando la bomba para llenar completamente el depósito.

b) El caudal medio del tubo de carga, expresado en litros/minuto y en m3/hora.

Sol. 2451 ,9 s; 151,72 lit/min; 9,1 m3/h


Un nadador, con una masa corporal de 90 kg, se deja caer desde un trampolín situado a 25 m sobre

la superficie del agua. ¿Con qué velocidad llega al agua? ¿Cuánta energía cinética tiene?

Sol. 490,5 m/s


Un ciclista realiza una etapa del tour de Francia en la que la diferencia de altitud entre el inicio y el fin

de la etapa es de 750 m. Si el ciclista pesa 75 kilos y su bicicleta pesa 10 kilos, ¿cuánta energía deberá

consumir para finalizar la etapa? ¿qué potencia tiene que desarrollar para terminarla en 2 horas y

media?

Sol. 625,4 kJ; 69,49 w


Una masa m1, de 1 kg se cuelga de un hilo y se separa de la vertical hasta alcanzar una altura h de 40

cm. Se suelta, desde el punto A, con una velocidad inicial cero, impacta en el punto B con un bloque

de masa M2 de 5 kg, produciéndose un choque inelástico, en el que se cumple la ley de conservación

del movimiento: m1*v1 = M2*V2

Como consecuencia del choque, el cuerpo m1 se queda detenido y el cuerpo M2 sale con velocidad V2.

Si el coeficiente de rozamiento entre el bloque M2 y el suelo es de μ=0,8, hallar:

1. La energía potencial de m1 en el punto A

2. La velocidad v1 alcanzada por m1 en el instante del choque.

3. La velocidad V2 y la energía cinética inicial de M2 justo después del choque.

4. El desplazamiento x del bloque M2 hasta que se detiene.


ENERGIA - Problemes


Sol. 3,924 J; 2,801 m/s; 0,56 m/s; 0,785 J; 2 cm


Un lavavajillas, con un rendimiento del 67%, absorbe una potencia de 1,2 kw para calentar el agua

desde los 15 ºC de la tubería de suministro hasta 65 ºC, durante los 126 minutos que dura el lavado.

¿Qué cantidad de agua utiliza en su programa de lavado?

Sol. 29,1 l

PAU, convocatòria Setembre 2011

PAU, convocatòria Juny 2011


ENERGIA - Problemes





ENERGIA - Problemes



Sol. 935W i 4675W, 36,76 h, 0,051 €/kW·h




ENERGIA - Problemes





ENERGIA - Problemes






Calcula el poder calorífic del butà si en CN és de 28.700 kcal/m3, quan se suministra a 5 atm i 22ºC

Sol. 555,214 MJ/m3


ENERGIA - Problemes



Calcula la quantitat de calor que necessitarem per escalfar 75 l d'aigua de 25ºC a 75ºC tenint en

compte que la ce de l'aigua és de 4,18 kJ·kg-1·ºC-1.

Exemple 1. Pag 25. "Tecnologia industrial 1”. Ed. Edebé. Barcelona, 2002.

Calcula en kW la potència que genera una central hidroelèctrica


Una estufa de butà té 5 cremadors, dels quals poden funcionar simultàniament 1, 3 o 5. Cada cremador

consumeix c= 68 g/h de butà. El pc del butà és 49,5 MJ/kg i se suministra en bombones de massa 12,5

a un preu de 8,78 €/bombona. Determina:

La potència de cada cremador i el de l'estufa.

La durada d'una bombona amb els 5 cremadors encesos.

El preu del kW·h obtingut amb aquesta estufa.

Sol. 935W i 4675W, 36,76 h, 0,051 €/kW·h


Calcula en kW la potència que genera una central hidroelèctrica a partir d’un cabal mitjà de 10 m3/s i

una altura neta de salt de 30 m si el rendiment és del 30%

Sol. 882 kW


Calcula la superfície de panell fotovoltaic necessari per a alimentar una estufa eléctrica de 1500 w

durant 2 hores. Suposa una densitat de radiació de 1000 W/m2, un aprofitament solar de 6 hores i un

rendiment de l’equip del 20%.

Sol. 2.50/m2

Num 5. Pag 35. "Tecnologia industrial 1”. Ed. Edebé. Barcelona, 2002.

Es desitja instal·lar un conjunt de panells solars per a proveir un habitatge amb un consum estimat de

525 kWh mensuals.

Calcula la superfície de panell necessària suposant una densitat de radiació de 1250 W/m2, un

aprofitament solar de 5 hores i un rendiment de la instal·lació del 25%

Sol. 11.20 m2


Una fàbrica necessita una aportació energètica diària de 100 kWh.

Calcula la massa de combustible que necessita i el cost econòmic en cadascun dels casos següents:

a) Fent servir hulla a 0,12 €/kg

b) Fent servir clofolla d’ametlla a 20 €/t

Rendiment del cremador: 60%

Pc hulla = 7.000 kcal/kg

Pc Clofolla = 4.800 kcal/kg

Sol. 22,57 kg i 2,47 € / 30 kg i 0,60 €


ENERGIA - Problemes



Volem escalfar fins a l’ebullició un recipient amb 5 kg d’aigua a 25 ºC usant un cremador de butà de

2,50 k amb un rendiment del 60%.

Calcula el temps necessari i el cost.

Sol. 17 min 22 s; 0,04 €


Una caldera d’aigua de 100 l s’escalfa amb carbó de coc de 7000 kcal/kg. Si el sistema té un rendiment

del 50%, calcula quants kg de carbó seran necessaris per escalfar l’aigua des de 15 ºC fins els 75 ºC.

Daigua = 1 kg/l

Ce Aigua = 1 cal/g·ºC

Sol. 1,71 kg


Un recipient amb 2 kg de cigrons i 2 l d’aigua a 20 ºC necessita 10 minuts per arribar a l’ebullició.

Calcula la potència del cremador de gas natural sabent que el rendiment és del 55%.

Ce Aigua = 1 cal/g·ºC

Ce Cigrons = 0.60 cal/g·ºC

Sol. 2,63 kW

Sol. 7.800 kcal


ENERGIA - Problemes



ENERGIA - Problemes


Referéncies

Joseph, Joan. "Tecnologia industrial 1. Ed. Mc Graw-Hill. Madrid, 2008.

"Tecnologia industrial 1”. Ed. Edebé. Barcelona, 2002.


PAU (diferents edicions)

Btx energia conceptes 1516 probs

Education

Transcript of Btx energia conceptes 1516 probs