Instrucciones para el examen de TEST: • Cada pregunta

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES
Universidad de Navarra
Examen de TERMODINÁMICA II
Obligatoria centro - 3 créditos
Curso 1997-98
31 de agosto de 1998
Instrucciones para el examen de TEST:
• Cada pregunta ofrece 4 posibles respuestas. Sólo UNA es válida, aunque las demás
pueden ser ciertas en parte. Se debe elegir UNA de las cuatro opciones.
• Las puntuaciones son: pregunta acertada +1; en blanco 0; incorrecta –1/3.
• Como borrador, puede usar la parte de atrás de las hojas de enunciados, o la última
página.
• Se recomienda que anote primero las respuestas en las hojas de enunciados (estas hojas). Sólo al final, pase los resultados a la hoja de respuestas.
• En la hoja de respuestas, utilice bolígrafo, pluma o rotulador, pero NO USE LÁPIZ: el
escáner no lo lee, y lo interpreta como respuesta en blanco.
• Para contestar, rellene COMPLETAMENTE los círculos de respuesta:
BIEN
MAL
• Tiempo máximo: 45 MINUTOS.
-1-
A
1.
Una botella de plástico rígido de 2 litros está llena de aire (gas ideal) a 12,5 bar. Su
temperatura es de 300 K, igual a la del ambiente. La presión atmosférica es de 1
bar. ¿Cuánto vale su exergía?
A. 2.300 J
B. 2.500 J
C. 4.014 J
D. 6.314 J
2.
Durante la última cena de clase en una sidrería, un aventajado alumno de Termodinámica 2 observó que en la superficie exterior de una "kupela" metálica de sidra
había gotas de agua. El motivo pudo ser:
A. La temperatura de la sidra era mayor que la temperatura de rocío del aire.
B. La temperatura de la sidra era menor que la temperatura de rocío del aire.
C. La temperatura de la sidra era menor que la temperatura del aire.
D. La sidra estaba aguada y el agua se escapaba por los poros de la "kupela".
3.
Una gasolina, cuya composición química es n-octano, desprende A kJ/kg al quemarse a 25 °C en una bomba calorimétrica, condensándose el agua formada. La
potencia calorífica superior de este combustible será:
A. PCS > A.
B. PCS = A.
C. PCS < A.
D. No se puede saber con estos datos.
4.
La licuación de gases se puede realizar por medio de los ciclos Linde (expansión
Joule-Thomson –isoentálpica– de un gas, con interenfriamiento) y Claude (idem,
pero además con producción de trabajo).
A. El ciclo Claude es más eficiente porque la expansión con producción de trabajo es
menos irreversible que la expansión Joule-Thomson.
B. Es indistinto trabajar con uno u otro, son igual de eficientes.
C. Ambos necesitan una fuente a menor temperatura que la de saturación del gas para
conseguir la licuación.
D. Ninguna de las anteriores.
-2-
A
5.
En un ciclo de Rankine simple el rendimiento aumenta:
A. Aumentando el caudal de agua alimentada a la caldera.
B. Aumentando la relación aire/combustible en la caldera.
C. Aumentando la presión del vapor en caldera.
D. Ninguna de las anteriores.
6.
En un motor se introducen λ kg de aire por cada kg de combustible. ¿Cómo se determina si λes igual, mayor o menor que la relación aire/combustible teórica λt?
A. Analizando los gases de combustión, y viendo si hay oxígeno residual; si es así, λ>λt.
B. λt se puede calcular a partir de la composición química del combustible y así se
compara con λ.
C. Midiendo la temperatura de los gases de salida; si es menor que la temperatura de llama del combustible, λ>λt.
D. Si λ=1, es la relación aire/combustible teórica.
7.
El Universo, como sistema aislado, se caracteriza por:
A. La Energía aumenta.
B. La Entropía aumenta.
C. La Exergía aumenta.
D. Ninguna de las anteriores.
8.
La Potencia Calorífica Superior (PCS) de un combustible:
A. Es el calor que se desprende en la combustión del combustible.
B. Se puede calcular a partir de su composición química: contenido en C, H y otros elementos combustibles.
C. Es igual al calor de formación del combustible, cambiado de signo.
D. Es la variación de entalpía de la reacción teórica de combustión isobara (1 bar) e
isoterma (25 °C).
9.
Indicar qué respuesta es verdadera:
A. La exergía de un sistema cerrado es siempre positiva.
B. La exergía de un sistema abierto es siempre positiva.
C. Las respuestas A y B son verdaderas.
D. Las respuestas A y B son falsas.
-3-
A
10.
El recalentamiento en los ciclos de potencia con vapor se emplea para:
A. Aumentar el rendimiento de la transferencia de calor.
B. Aumentar la presión del vapor.
C. Comunicar más calor al vapor y, de este modo, aumentar el rendimiento del ciclo.
D. Evitar que el título del vapor a la salida de la turbina sea demasiado bajo.
11.
Se dispone de aire húmedo cuya humedad absoluta es de 20 g de vapor por kg de
aire seco y su volumen específico húmedo es de 0,85 m3/kg aire seco. La densidad
de este aire es de:
A. 0,850 kg/m3
B. 1,000 kg/m3
C. 1,176 kg/m3
D. 1,200 kg/m3
12.
El ciclo ideal práctico de las máquinas frigoríficas que operan con vapor (denominado ciclo de Rankine inverso) consta de las siguientes etapas:
A. Compresión isoentrópica, enfriamiento isobaro, expansión isoentrópica, calentamiento
isobaro.
B. Compresión isoentrópica, condensación isobara, expansión isoentálpica, evaporación isobara.
C. Compresión isoentrópica, evaporación isobara, expansión isoentrópica, condensación
isobara.
D. Ninguna de las anteriores.
13.
Un bloque de hierro A (100 kg, c = 500 J/kgK) está a 10 m de altura y a temperatura ambiente; un bloque B (100 kg) está sobre el suelo pero 10 °C por encima de la
temperatura del entorno, que es de 300 K. ¿Qué bloque tiene mayor exergía?
A. El bloque A.
B. El bloque B.
C. Tienen la misma exergía.
D. Con los datos del problema no se puede calcular.
-4-
A
14.
En un ciclo simple de refrigeración con vapor se propone que el líquido salga del
condensador como líquido subenfriado (3’) en vez de como líquido saturado (3). El
área representativa del calor adicional que se puede retirar así en el evaporador es:
P
T
3’ 3
3’ 3
2
1
4’ 4
4’
2
1
4
h
A.
s
B.
P
3’ 3
4’
3
3’
2
1
4
4’
h
C.
15.
2
T
D.
4
1
s
Se dispone de algo de información sobre dos máquinas de Carnot. ¿Cuánto valen T1
y T3 ?
T1
Q1 = 20
W=8
Q2
T2 = 27 °C
Q3 = Q2
W=2
Q4
T3
A. T1 = 45 °C, T3 = 22,5 °C
B. T1 = 500 °C, T3 = 250 °C
C. T1 = 227 °C, T3 = − 23 °C
D. Faltan datos.
-5-