Problemas para entender las transformaciones y los cálculos energéticos.

1. Exercicis Tecnologia Industrial I Bloc I (Energies)
1. Un muntacàrregues puja una massa de 1 800 kg a 20 m d’altura en 1 minut. Calcula el
treball que efectua i la potencia del motor, en CV, en els casos següents:
a) Considerant nul el fregament.
b) Si la forca de fregament que ha de vèncer es de 1 500 N.
2. Calcula la quantitat de calor que necessitarem per escalfar 75L d’aigua de 25ºC a 75°C
tenint en compte que la Ce de l’aigua és 4,18 kJ/kg·°C i que 75L equivalen a 75 kg.
3. Una estufa de butà té 5 cremadors, dels quals en poden funcionar simultàniament 1, 3 o 5.
Cada cremador encès consumeix c = 68 g/h de butà. El poder calorífic del butà és
Pc = 49,5 MJ/kg i se subministra en bombones que en contenen mb = 12,5 kg i valen
pbombona = 8,78 €. Determineu:
a) La potència calorífica de cada cremador pcremador i la potència de l’estufa pestufa.
b) La durada t d’una bombona amb els 5 cremadors encesos.
c) El preu p del kW· h obtingut amb aquesta estufa.
4. Calcula el consum horari ch d’un motor de benzina que desenvolupa una potència útil
Pu = 25 kW amb un rendiment η = 30%. La benzina té una densitat ρ = 0,72 g/cm3 i un
poder calorífic Pc = 46 MJ/kg.
5. Una central nuclear que funciona amb un rendiment η = 38% ha consumit una massa
m = 400 g d’urani en 300 dies de funcionament. Calcula:
a) L’energia elèctrica Eu produïda, en kWh.
b) La potència útil Pu de la central.
c) El consum diari cdia de gas natural, de poder calorífic Pc(CN) = 46 MJ/m3, subministrat
a una pressió p = 303,9 kPa i a una temperatura T = 22°C, per produir la mateixa
energia elèctrica Edia en una central tèrmica del mateix rendiment (38%) que la central
nuclear.
6. Un cos de 5 kg és disparat verticalment des de terra amb una velocitat de 20 m/s. Si arriba
a una alçada de 18 m, quin és el valor de l’energia dissipada per la fricció amb l’aire?
7. Una indústria ha d’escalfar diàriament 20m
3
d’aigua de 10°C fins a 90°C. Quina quantitat
(m
3
) de gas butà consumirà si el rendiment dels escalfadors és del 40%?
Poder calorífic del gas butà en CN: 28 700 kcal/m
3
, ce aigua: 4,18 kJ/kg.
8. Un motor que subministra 200 CV de potència té un rendiment del 55%. Quina quantitat
(kg) de gasoil consumirà en dues hores de funcionament?
Poder calorífic del gasoli: 44 MJ/kg.
9. Determina la pèrdua de potencia en una línia trifàsica de 220 kV que ha de transportar
30 MW amb cos φ= 0,85 a 50 km, i esta formada per conductors d’alumini
(ρAL = 28·10
–9
·m) de 350 mm
2
de secció.
10. Quines son les pèrdues de potencia per l’efecte Joule en una línia trifàsica de 25 kV,
10 MW, cos φ = 0,8 i 10 km de longitud, si els conductors son de Cu de 150 mm
2
amb un
coeficient de resistivitat ρCu= 17,5·10
–9
·m
2
. Si la tensió de la línia fos de 380 V, quines
serien llavors les pèrdues? Compara els dos resultats.