problemas de combustibles fósiles

UNIDAD: COMBUSTIBLES FÓSILES
RELACIÓN DE PROBLEMAS
1. Calcula la masa de carbón necesaria para obtener una energía de 9·107J, si el poder calorífico
del carbón es de 7.200Kcal/Kg. (1cal =4,18J) (sol: 2,99Kg)
2. ¿Cuánto carbón se necesita para calentar el agua de un tanque de 100litros de 20ºC a 80ºC?.
El calor de combustión del carbón utilizado es de 6.000Kcal/Kg?. (sol: 1Kg)
3. ¿Qué trabajo podrá realizarse mediante el calor producido por la combustión de 100Kg de
carbón si por cada Kg de carbón se origina 9.000Kcal y el calor solamente se aprovecha en un
40%?(sol: 15,05·108J)
4. Calcula el rendimiento de una central térmica de 25Mw de potencia que consume diariamente
200Tm de carbón de antracita. (Pc=8.000Kcal/Kg.) (sol: 32,3%)
5. Una central térmica produce 5.500Kw en 1 hora. Sabiendo que emplea antracita como
combustible y que aproximadamente se aprovecha el 20% del combustible quemado para
generar electricidad, calcula la cantidad de toneladas diarias que es necesario suministrar a la
central. (Pc=8.000Kcal/Kg.) (sol: 2,96Tm/día)
6. A una central térmica de carbón, que tiene un rendimiento del 16% se han suministrado
20.000Kg de antracita. Calcula la energía producida en Kwh. (Pc=8.000Kcal/Kg.)
(sol: 71,14·103Kwh)
7. Si en España se consume al año 50 millones de toneladas de antracita (Pc=8.000Kcal/Kg.),
para producir electricidad, ¿qué cantidad de energía, en Kwh., se habrá producido si el
rendimiento de la central es del 16%? (sol: 7,43·1010KWh)
8. Calcular la cantidad de carbón de antracita que es necesario aportar diariamente a una central
térmica clásica si su rendimiento es del 30 % y tiene una potencia constante de 50000 KW.
Poder calorífico de la antracita Pc= 8000 Kcal/kg. (sol: 430,622Tm de carbón antracita)
9. En una zona turística, para subir a lo alto de una montaña de 500 m se emplea una
locomotora de vapor. Suponiendo que la locomotora, junto con los viajeros, pesa 30 toneladas,
determina qué cantidad mínima de carbón de antracita es necesario quemar si el rendimiento
es del 8%. Poder calorífico de la antracita Pc= 8000 Kcal/kg. (sol: 54,95Kg de carbón
antracita)
10. Calcula la cantidad de antracita que es necesario quemar en 10 horas en una caldera si su
rendimiento es del 30 % y tiene una potencia de 40 KW. (sol: 143,54Kg de carbón antracita)
11. Calcula el rendimiento de una central térmica que consume 250000 Kg. de carbón (antracita)
al día y cuya potencia es de 30000 KW. (sol: 31%)
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TECNOLOGÍA INDUSTRIAL I
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12. Si en una central térmica el rendimiento es del 32% y su potencia es de 75000 KW, calcula la
cantidad de carbón que consume al día esta central suponiendo un funcionamiento de 24
horas al día. (sol: 605,56Tm de carbón)
13. ¿Cuántos julios se utilizan para producir cemento en España en un año si se sabe que se
utilizaron 0,4 ·106 Tm. de carbón (antracita)?. (sol: 1,338·106J)
14. El rendimiento de una central térmica alimentada con carbón mineral es del 33%. Sabiendo
que el poder calorífico (Pc) del carbón utilizado es de 30.000KJ/Kg, calcula la cantidad de
carbón que tendremos que quemar para obtener una energía eléctrica de 1.000Kwh.
(sol: 363,3 Kg de carbón)
15. Calcula el volumen de gas natural (11.500Kcal/m3) necesario para obtener un poder calorífico
equivalente al que poseen 85m3 de gas de alumbrado (4.200Kcal/m3). (sol: 31,04m3)
16. En el año 2000 España produjo 31.583·103Tm de carbón cuyo precio medio por tonelada era
de 59,19€. Calcular:
a. Gasto que supuso el carbón para producir electricidad en centrales térmicas.
(sol: 1,86·109€)
b. Suponiendo un rendimiento del 30% determinar la energía producida en Kwh. (sol:
8,79·1010Kwh)
c. Suponiendo que el Kwh es vendido a 0,08€ determinar las ganancias generadas. (sol:
7,032·109€)
17. Calcular la cantidad de queroseno que se puede obtener a partir de 100 litros de crudo. Dato:
Aproximadamente del crudo obtenido, el 23% se convierte en queroseno. (sol: 23l)
18. Para calentar un depósito de agua, que contiene 2000 litros de agua, se han gastado 1,5 litros
de gasóleo. Calcula el incremento de temperatura originado si el rendimiento de la instalación
en la que se ha calentado es del 85%. Densidad del gasóleo = 0,7 Kg/dm3. PC del gasóleo = 10300
Kcal/Kg. (sol: AT=4,59ºC)
19. Suponiendo que una central eléctrica tenga una potencia útil de 550000 Kw y sea alimentada
por fuelóleo, determina la energía suministrada en un año si el rendimiento fuese del 20 %.
Calcula, también, la cantidad de fuelóleo consumido y el precio del Kwh. útil generado si el Kg.
de combustible cuesta 0,20 euros. (Considerar sólo el coste de la materia prima). Poder
calorífico del fuelóleo Pc=9900 Kcal/Kg. (sol: E=8,67·109J, 2,095 millones de toneladas,
0,087€/Kwh)
20. Calcular a cuántas toneladas equivalentes de petróleo (tep) es igual 1 MWh. (sol: 0,086tep)
21. Analizando los datos sobre reservas de carbón en el mundo, recogidos en la tabla, resolver las
siguientes preguntas:
a. ¿Qué zonas del planeta concentran mayores reservas de carbón?
b. ¿Qué tipo de carbón es más abundante?
c. Realiza un diagrama de barras que compare las reservas de antracita con respecto
de las de lignito. Explica las conclusiones que extraes del mismo.
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22. A partir de los datos del cuadro que refleja el consumo de carbones en las centrales Térmicas
Asturianas, dibuja un diagrama de líneas en el que se observe la evaluación de dicho
consumo (en millones de Tm.) a lo largo de los años 2.005 y 2.007. Explica las conclusiones
que extraes del mismo.
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