Post on 23-Jan-2018
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
Exemple 2. Pag 13. Joseph, Joan. "Tecnologia industrial 1. Ed. Mc Graw-Hill. Madrid, 2008.
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
Problema 5. Pag 16. Joseph, Joan. "Tecnologia industrial 1. Ed. Mc Graw-Hill. Madrid, 2008.
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
Problema 9. Pag 19. Joseph, Joan. "Tecnologia industrial 1. Ed. Mc Graw-Hill. Madrid, 2008.
Si en una reacció nuclear hi ha una pèrdua de massa de 3 g, quanta energia s'allibera?
Sol. 2,73·1014 J
Problema 10. Pag 19. Joseph, Joan. "Tecnologia industrial 1. Ed. Mc Graw-Hill. Madrid, 2008.
Una estufa de 2000 W està en funcionament durant 4 hores. Quina energia ha consumit en aquest
temps?
Sol. 8 kWh
Tecnologia Industrial
ENERGIA - Problemes
oct.-15 Pàgina 2/23 BTX2 Energia Conceptes 1516 Probs.DOC
Exemple 4. Pag 21. Joseph, Joan. "Tecnologia industrial 1. Ed. Mc Graw-Hill. Madrid, 2008.
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 %
Exemple 1. Pag 23. Joseph, Joan. "Tecnologia industrial 1. Ed. Mc Graw-Hill. Madrid, 2008.
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
Exemple 2. Pag 23. Joseph, Joan. "Tecnologia industrial 1. Ed. Mc Graw-Hill. Madrid, 2008.
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
Exemple 3. Pag 23. Joseph, Joan. "Tecnologia industrial 1. Ed. Mc Graw-Hill. Madrid, 2008.
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.
https://sites.google.com/site/tindbac/Home/energia
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?
Tecnologia Industrial
ENERGIA - Problemes
oct.-15 Pàgina 3/23 BTX2 Energia Conceptes 1516 Probs.DOC
Sol. 1220 kg
https://sites.google.com/site/tindbac/Home/energia
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
https://sites.google.com/site/tindbac/Home/energia
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
https://sites.google.com/site/tindbac/Home/energia
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
https://sites.google.com/site/tindbac/Home/energia
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
https://sites.google.com/site/tindbac/Home/energia
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.
Tecnologia Industrial
ENERGIA - Problemes
oct.-15 Pàgina 4/23 BTX2 Energia Conceptes 1516 Probs.DOC
Sol. 3,924 J; 2,801 m/s; 0,56 m/s; 0,785 J; 2 cm
https://sites.google.com/site/tindbac/Home/energia
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
Tecnologia Industrial
ENERGIA - Problemes
oct.-15 Pàgina 5/23 BTX2 Energia Conceptes 1516 Probs.DOC
PAU, convocatòria Juny 2009
PAU, convocatòria Juny 2009
Tecnologia Industrial
ENERGIA - Problemes
oct.-15 Pàgina 6/23 BTX2 Energia Conceptes 1516 Probs.DOC
PAU, convocatòria Setembre 2007
PAU, convocatòria Juny 2007
PAU, convocatòria Juny 2007
Tecnologia Industrial
ENERGIA - Problemes
oct.-15 Pàgina 7/23 BTX2 Energia Conceptes 1516 Probs.DOC
PAU, convocatòria Juny 2006
Sol. 935W i 4675W, 36,76 h, 0,051 €/kW·h
PAU, convocatòria Setembre 2005
PAU, convocatòria Juny 2005
Tecnologia Industrial
ENERGIA - Problemes
oct.-15 Pàgina 8/23 BTX2 Energia Conceptes 1516 Probs.DOC
PAU, convocatòria Juny 2005
PAU, convocatòria Juny 2004
Tecnologia Industrial
ENERGIA - Problemes
oct.-15 Pàgina 9/23 BTX2 Energia Conceptes 1516 Probs.DOC
PAU, convocatòria Juny 2003
PAU, convocatòria Juny 2002
PAU, convocatòria Setembre 2001
Tecnologia Industrial
ENERGIA - Problemes
oct.-15 Pàgina 10/23 BTX2 Energia Conceptes 1516 Probs.DOC
PAU, convocatòria Juny 2001
PAU, convocatòria Juny 2001
PAU, convocatòria Juny 2001
Tecnologia Industrial
ENERGIA - Problemes
oct.-15 Pàgina 11/23 BTX2 Energia Conceptes 1516 Probs.DOC
PAU, convocatòria Juny 1999
PAU, convocatòria Juny 1999
PAU, convocatòria Juny 1999
Tecnologia Industrial
ENERGIA - Problemes
oct.-15 Pàgina 12/23 BTX2 Energia Conceptes 1516 Probs.DOC
PAU, convocatòria Setembre 1998
PAU, convocatòria Setembre 1998
PAU, convocatòria Setembre 1998
Tecnologia Industrial
ENERGIA - Problemes
oct.-15 Pàgina 13/23 BTX2 Energia Conceptes 1516 Probs.DOC
PAU, convocatòria Juny 1998
PAU, convocatòria Juny 1998
PAU, convocatòria Juny 1998
Tecnologia Industrial
ENERGIA - Problemes
oct.-15 Pàgina 14/23 BTX2 Energia Conceptes 1516 Probs.DOC
PAU, convocatòria Juny 1998
PAU, convocatòria Juny 1998
Tecnologia Industrial
ENERGIA - Problemes
oct.-15 Pàgina 15/23 BTX2 Energia Conceptes 1516 Probs.DOC
PAU, convocatòria Juny 1998
PAU, convocatòria Juny 1998
PAU, convocatòria Setembre 1997
PAU, convocatòria Setembre 1997
Tecnologia Industrial
ENERGIA - Problemes
oct.-15 Pàgina 16/23 BTX2 Energia Conceptes 1516 Probs.DOC
PAU, convocatòria Setembre 1997
PAU, convocatòria Setembre 1997
PAU, convocatòria Setembre 1997
PAU, convocatòria Setembre 1997
Tecnologia Industrial
ENERGIA - Problemes
oct.-15 Pàgina 17/23 BTX2 Energia Conceptes 1516 Probs.DOC
PAU, convocatòria Setembre 1997
PAU, convocatòria Juny 1997
Tecnologia Industrial
ENERGIA - Problemes
oct.-15 Pàgina 18/23 BTX2 Energia Conceptes 1516 Probs.DOC
PAU, convocatòria Juny 1997
PAU, convocatòria Juny 1997
PAU, convocatòria Juny 1997
Exemple 1. Pag 29. Joseph, Joan. "Tecnologia industrial 1. Ed. Mc Graw-Hill. Madrid, 2008.
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
Tecnologia Industrial
ENERGIA - Problemes
oct.-15 Pàgina 19/23 BTX2 Energia Conceptes 1516 Probs.DOC
Exemple 2. Pag 30. Joseph, Joan. "Tecnologia industrial 1. Ed. Mc Graw-Hill. Madrid, 2008.
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
Exemple 3. Pag 30. Joseph, Joan. "Tecnologia industrial 1. Ed. Mc Graw-Hill. Madrid, 2008.
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
Exemple 1. Pag 25. "Tecnologia industrial 1”. Ed. Edebé. Barcelona, 2002.
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
Exemple 1. Pag 35. "Tecnologia industrial 1”. Ed. Edebé. Barcelona, 2002.
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
Num 10. Pag 43. "Tecnologia industrial 1”. Ed. Edebé. Barcelona, 2002.
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 €
Tecnologia Industrial
ENERGIA - Problemes
oct.-15 Pàgina 20/23 BTX2 Energia Conceptes 1516 Probs.DOC
Num 11. Pag 55. "Tecnologia industrial 1”. Ed. Edebé. Barcelona, 2002.
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 €
Num 23. Pag 67. "Tecnologia industrial 1”. Ed. Edebé. Barcelona, 2002.
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
Num 11. Pag 55. "Tecnologia industrial 1”. Ed. Edebé. Barcelona, 2002.
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
Tecnologia Industrial
ENERGIA - Problemes
oct.-15 Pàgina 21/23 BTX2 Energia Conceptes 1516 Probs.DOC
Tecnologia Industrial
ENERGIA - Problemes
oct.-15 Pàgina 22/23 BTX2 Energia Conceptes 1516 Probs.DOC
Tecnologia Industrial
ENERGIA - Problemes
oct.-15 Pàgina 23/23 BTX2 Energia Conceptes 1516 Probs.DOC
Referéncies
Joseph, Joan. "Tecnologia industrial 1. Ed. Mc Graw-Hill. Madrid, 2008.
"Tecnologia industrial 1”. Ed. Edebé. Barcelona, 2002.
https://sites.google.com/site/tindbac/Home/energia
PAU (diferents edicions)