Tecnologı́a Industrial I

Tecnologı́a Industrial I
Tema 1. Energı́a: Problemas II
1.
Un ascensor de masa 30 utm tiene un motor de 80 CV. Si la máquina emplea 12 segundos para subir
dos pisos y la altura de cada piso es 2 m; ¿Cuál es el rendimiento del motor? (Sol: =1,63%)
2.
Queremos comprar un radiador para nuestra casa. Cuando vamos a la tienda nos ofrecen dos modelos
uno de 2.500 W y otro de 2 CV. Si necesitamos obtener la máxima energía posible ¿Cuál tenemos que
comprar suponiendo que lo utilizaremos unas 7 horas al día? ¿Qué energía obtendríamos con cada
uno (exprésala en kilocalorías, kilojulios y kWh)? (Sol: E1=18,6 kWh)
3.
En una obra se quiere elevar 8 metros una viga de 500 kg de masa, la potencia del motor de la grúa es
de 95 CV. Si el rendimiento del motor es del 80% calcula cuanto tiempo se emplea en completar el
recorrido. (Sol: t = 0,7 s)
4.
Calcula el rendimiento de un motor de 90 CV que eleva 200 kg una distancia de 34 me en media hora.
(Sol:  = 0,05%)
5.
Un cuerpo de 100 g de masa es lanzado horizontalmente por un muelle de constante elástica 35 N/m
tras haber comprimido el muelle 17 cm. ¿Qué velocidad alcanzará el lanzamiento? (Sol: v = 3,18 m/s)
6.
Mediante un motor que funciona con butano, cuyo rendimiento es del 30%, se eleva un bloque de
hormigón de 800 kg a 20 m de altura. ¿Qué cantidad de butano se necesitará si la presión de suministro
es de 2 atm y la temperatura 20 0C?. (Poder calorífico del butano 28.500 kcal/m3) (Sol: 4,4 l)
7.
Una central térmica produce 6.000 kWh de energía eléctrica cada hora con 80.000 kg de carbón diarios.
Calcula el rendimiento de la central. (Poder calorífico del carbón 8.000 kcal/kg) (Sol: =19,3%)
8.
Una vez puesto en marcha, el motor de un automóvil empuja con una fuerza paralela al suelo de 2.500
kp. Suponiendo que el rendimiento del motor es del 40% ¿qué cantidad de gasoil habrá consumido en
un recorrido horizontal de 30 km? (Poder calorífico del gasoil 11.120 kcal/kg) (Sol: m=39.51 kg)
9.
Por una rampa de 15º de inclinación sube un móvil de 400 kg de masa hasta que alcanza 40 m de
altura. Suponiendo que no existe rozamiento, calcula: a) El trabajo realizado sobre el móvil b) La
velocidad con la que llegará al punto inicial si se le deja caer. (Sol: E=156.8 kJ, v = 28 m/s)
10. Sabiendo que el poder calorífico del carbón es de 7.200 kcal/kg, y el del gasóleo es de 11200 kcal/kg,
determina qué cantidad de cada uno de ellos, en toneladas, sería necesario quemar para obtener una
energía equivalente a la obtenida si se desintegrase por completo 1 g de uranio. (Sol: mcarbón = 3000t)
11. Una central hidroeléctrica, con un caudal de 4 m3/s y 120 m de desnivel, mueve una turbina cuyo
rendimiento es del 80%. ¿Qué energía eléctrica produce dicha central en el transcurso de 1 mes?
Expresa el resultado en GWh (gigavatios hora). (Sol: E = 2,71 GWh)
12. Un vehículo utilitario con una masa de 1.200 kg aprovecha el 34% de la energía liberada en la
combustión del carburante empleado. Sabiendo que el vehículo parte del reposo y, ascendiendo a una
altura de 20 m sobre la posición en la que arranca, alcanza una velocidad final de 90 km/h, calcula:
(Sol: Eutil = 610,2 kJ, Etot = 1795 kJ, m = 41,7 g)
a.
b.
c.
El trabajo mecánico realizado por el vehículo
La energía total liberada en la combustión
La cantidad de combustible consumido, sabiendo que su calor de combustión es 43 kJ/g
13. Un motor de gas hace funcionar una grúa que eleva una masa de 1.000 kg. a una altura de 27 m.
Calcular el volumen de gas que debe quemar el motor, suponiendo que el combustible es gas natural
(Pc = 10.500 kcal/m3), la presión de suministro 3 atm, la temperatura del combustible 22 ºC y el
rendimiento del motor η = 24 %. (Sol: V = 25,2 l)
14. Un motor de gasolina consume 8 l/h de combustible cuya densidad es 0,75 kg/dm3. El calor de
combustión es de 10000 Kcal/kg. Si el rendimiento del motor es el 30%, determine:
a. ¿Cuántas calorías se convierten en trabajo? (Sol: E = 3.000 kcal/kg)
b. ¿Cuántas calorías se disipan? (Sol: E = 7.000 kcal/kg)
c. ¿Qué potencia desarrolla el motor? (Sol: P = 28,43 CV)
15. Realiza las siguientes conversiones en unidades e indica que magnitud expresan:
a. 2,8 kWh en julios y calorías.
b. 4 julios en kWh y calorías.
c. 2 MWh en Wh y en kgm
d. 45 kgm en julios, calorías y kWh
e. 48 kcal/h en CV y en erg/s
f. 52 kW en CV y kgm/s