Tecnología Industrial I

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Bloque VI. Recursos Energéticos
Este documento se imprimirá y se adjuntará al final del tema. Los problemas se resolverán en
la carpeta/cartapacio/cuaderno al finalizar el tema correspondiente y numerando cada respuesta
en relación a la pregunta. Si no se imprime, hay que copiar las preguntas en la
carpeta/cartapacio/cuaderno.
Las respuestas se realizarán a bolígrafo.
Parte I. Conceptos (la ampliación necesaria usará las fuentes necesarias de información)
1. Cita y explica las medidas de seguridad a tomar para una explotación minera de
extracción de carbón a gran profundidad. Aplicaciones del carbón.
2. Explica las medidas a tomar al finalizar las explotaciones de combustibles fósiles
estudiados.
3. Explica la génesis del petróleo y el proceso de obtención y transporte del mismo.
Impacto ambiental.
4. Dibuja un esquema de una refinería indicando el proceso de obtención de sus
productos. Explica claramente cómo y por qué es la separación de los componentes
del crudo, así como la consecución de su refinado. Pon ejemplos de todos estos
productos por categorías y qué se hace cuando uno falta y sobra otro.
5. Dibuja una central térmica clásica indicando sus principales componentes e indica, por
riguroso orden y citando el lugar donde tiene lugar, las transformaciones energéticas
que tienen lugar en la misma.
6. Dibuja, señalando y explicando brevemente, los componentes de un reactor nuclear
para generación de energía eléctrica. ¿De dónde proviene dicha energía nuclear y de
qué tipo de reacción se trata?. ¿Qué tipos de reactores existen?
7. Cita y explica las medidas de seguridad en instalaciones nucleares así como la
solución a los residuos nucleares.
8. Según lo estudiado, explica por qué se dice que la central nuclear de Fukushima no era
adecuada ni segura.
9. ¿Es lo mismo energía alternativa que renovable?. Razónalo. Nombra las alternativas.
10. Partes de una central hidráulica. Transformaciones energéticas. Tipos de presa.
11. Partes de un aerogenerador. Transformaciones energéticas. Funcionamiento y paro
12. Dibuja un panel fotovoltaico y explica el fundamento por el cuál se obtiene energía
eléctrica a partir de la luz solar.
13. Explica la explotación de energía solar térmica de baja temperatura. Aplicaciones.
14. Explica cómo se realizan los sistemas de explotación de energías alternativas aislados.
Expón las razones para este tipo de solución energética.
15. Relaciona qué tipo de energías alternativas usarías para Canarias y cuáles no dando
razones en todos los casos.
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16. Explica detalladamente en qué consiste el cambio climático y cuáles se supone que
son sus causas.
17. Explica el fenómeno de lluvia ácida y sus consecuencias.
18. Relaciona las medidas de ahorro energético para el ámbito doméstico, de transportes,
industrial… posibles en España y Canarias. Indica medidas que sirvan para generar
empleo para el campo energético, creando empresas del sector, reduciendo la
dependencia con combustibles fósiles y aprovechando los recursos de España y
Canarias, de modo respetuoso con el medioambiente.
19. ¿Qué es el desarrollo tecnológico sostenible?.
20. Busca información actualizada sobre las evolución en la última década de la demanda
mundial de energía, dividida en fuentes convencionales y alternativas. Particularízalo
para España y Canarias. Preséntalo gráficamente.
Parte II. Aplicación de conceptos
1. Calcula el poder calorífico de un combustible que en condiciones normales posee
32850 kcal/kg si va a ser utilizado a una presión de 0.8 atm y a temperatura de 22 ºC.
2. Un motor de un coche consume 2 kg de combustible de poder calorífico 23750 kcal/kg
(CN). Calcula la energía total generada expresada en julios si la presión es de 1.2 atm
y la temperatura es de 30 ºC.
3. Un motor consume 8 l de un combustible de poder calorífico 12400 kcal/l (CN). Si,
con ese consumo eleva una masa de 2 Tm a una altura de 30 m, determina:
a. Trabajo neto realizado en julios
b. Si la temperatura es 27ºC y la presión 1.2 atm, calcula la energía total
consumida en el proceso en julios y rendimiento del motor
c. Rendimiento del motor.
d. Cae el objeto al suelo desde los 30 m, ¿con qué velocidad impacta?. Despreciar
rozamientos.
4. Considera tu habitación. En ella tienes:
a. Ordenador (550 W)
b. Equipo HI-FI (1.5 A, 220 V)
c. 3 Lámparas de 60 W cada una
d. TV de 150 W.
e. Calcula el coste energético, al cabo de un año, sabiendo que el ordenador lo
usas 5 horas, el Hi-Fi 3 horas y las lámparas 6 horas y la TV unas 5 horas al
día respectivamente. Considera que el Kwh está a 0.015 €.
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5. El intercambiador de calor de una central nuclear posee dos circuitos independientes
de agua. El primario, por el que circula el agua a alta presión, y el secundario que
envuelve al anterior. En el primario entra un volumen de 150 l de agua. Mientras que
en el secundario entran 350 l de agua a 40 ºC [Nota ce (agua alta presión)= 1200
cal/kg ºC, ce (agua baja presión)= 1000 cal/kg ºC].
a. Haz un dibujo claro del intercambiador y de lo que está sucediendo. ¿De qué
reactor se trata?
b. Suponiendo que no hay pérdidas, calcula la temperatura de entrada del agua a
alta presión (primario) para que la temperatura final de equilibrio térmico del
primario y secundario sea de 125 ºC.
c. Rendimiento del intercambiador
6. Un camión de 5 Tm consume 2 l de un combustible (Pc = 20400 kcal/l), ascendiendo
de Santa Cruz a La Esperanza (a 905 m sobre nivel del mar). Calcula:
a. Trabajo realizado en julios.
b. Energía total consumida en el proceso en julios.
c. Rendimiento del motor en este proceso.
7. El GeoEye-1 de Google pasa a órbita baja para mejorar la precisión de sus fotos,
pasando de 21000 km/h a 22000 km/h en el proceso. Calcula:
a. ¿Cuál ha sido el trabajo realizado por los motores del satélite cuya masa es
3000 kg?.
b. Si el rendimiento de los motores es del 60%, ¿qué masa de combustible (Pc =
34400 kcal/kg) se ha utilizado en la operación?.
8. Un grupo electrógeno (quema combustible y genera energía eléctrica), trabaja a
temperatura y presión de 25ºC y 1.7 atm respectivamente. El combustible que
consume en 1 hora, poder calorífico es de 38500 Kcal/m3 (a 0ºC, 1 atm), es de 1.2
litros y genera una potencia eléctrica de 3.5 kW. Determina:
a. Energía útil obtenida, eléctrica, en 1 hora (expresada en el S.I.)
b. Energía total consumida para generar dicha energía eléctrica en el mismo
tiempo
c. El rendimiento de esta máquina.
d. La energía perdida en el mismo tiempo. ¿De qué tipo es esta energía?
9. Calcula en los siguientes casos la variación de energía interna:
a. Sistema cilindro-pistón que desplaza el mismo 2 cm empujado por una fuerza
de 2 N (presión del gas) y cede a la atmósfera 120 cal.
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b. Sistema cilindro pistón que absorbe una cantidad de calor de 750 cal y empuja
a presión constante el pistón de 0.2 m2 de superficie, realizando trabajo.
c. Primario de un intercambiador de calor que cede 5kcal al secundario
d. Sistema hidráulico de suspensión (cilindro-pistón-fluído), que cede 50 cal al
entorno y recibe un empuje, comprimiendo el fluído, de una fuerza de 1000 N
generando un desplazamiento de 2.8 cm.
10. Un panel solar doméstico posee un intercambiador de calor. Su primario está a 100 ºC
y “mezcla” un volumen de 25 l con el secundario que lo envuelve y posee un volumen
de 120 l a temperatura ambiente de 20 ºC. Si la transferencia de calor se hace sin
pérdidas, determina:
a. Esquema del proceso
b. Temperatura final a la que saldrá el agua al domicilio (la de equilibrio)
(Nota: suponer que el agua se aproxima a agua destilada y para el agua ce = 1
cal/ºC gr)
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