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TECNOLOGIA INDUSTRIAL II EJERCICIOS RESUELTOS SELECTIVIDAD I.E.S. PABLO SERRANO BACHILLERATO J.CARLOS GASIÓN 1 ELECTRICIDAD 1. Explique brevemente cuáles son las fuentes de pérdida en las máquinas eléctricas. (Canarias.Junio 2005) Las pérdidas de las máquinas eléctricas se clasifican como sigue: Magnéticas: (o pérdidas en el hierro). Se deben fundamentalmente a dos razones: parásitas o de Foucault en la chapa magnética que provocan que ésta se caliente fenómeno por el que la energía gastada en la imantación no es totalmente devuelta en un campo magnético remanente. Eléctricas: También conocidas como pérdidas en el cobre o aluminio, se debe al calentamiento por efecto Joule. Mecánicas: Debidas al rozamiento de las partes móviles, principalmente el del eje. 2.-Dibuje el circuito equivalente, con su ecuación de tensiones, de un motor de corriente continua con excitación en serie. (Canarias.Junio 2005) (Canarias.Jun 2007)  3.- Un torno industrial se acciona mediante un motorde corriente continua con excitación en derivación que tiene las siguientes características: Tensión de alimentación, U= 240 V, resistencia del devanado de excitación, Rex = 150 , resistencia del inducido Ri = 0.5 , y potencia absorbida de la red Pabs = 9.6 kW. Determine: a) La fuerza contraelectromotriz. (1 punto). b) El rendimiento del motor. Considere que las pérdidas en el cobre suponen el 45% de las pérdidas totales. (1punto). c) La velocidad de giro del motor. El par útil de giro del motor es Mu =60 Nm. (0.5 puntos). Nota: Despreciar en este problema la caída de tensión en las escobillas y la resistencia del reóstato de arranque y de los polos auxiliares. (Canarias.Junio 2005)

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    ELECTRICIDAD

    1. Explique brevemente cules son las fuentes de prdida en las mquinas elctricas.(Canarias.Junio 2005)

    Las prdidas de las mquinas elctricas se clasifican como sigue:

    Magnticas: (o prdidas en el hierro). Se deben fundamentalmente a dos razones: parsitaso de Foucault en la chapa magntica que provocan que sta se caliente fenmeno por el que

    la energa gastada en la imantacin no es totalmente devuelta en un campo magntico

    remanente.

    Elctricas: Tambin conocidas como prdidas en el cobre o aluminio, se debe alcalentamiento por efecto Joule.

    Mecnicas: Debidas al rozamiento de las partes mviles, principalmente el del eje.

    2.-Dibuje el circuito equivalente, con su ecuacin de tensiones, de un motor decorriente continua con excitacin en serie. (Canarias.Junio 2005) (Canarias.Jun 2007)

    3.- Un torno industrial se acciona mediante un motorde corriente continua conexcitacin en derivacin que tiene las siguientes caractersticas: Tensin dealimentacin, U= 240 V, resistencia del devanado de excitacin, Rex = 150 ,resistencia del inducido Ri = 0.5 , y potencia absorbida de la red Pabs = 9.6 kW.Determine:a) La fuerza contraelectromotriz. (1 punto).b) El rendimiento del motor. Considere que las prdidas en el cobre suponen el 45%de las prdidas totales. (1punto).c) La velocidad de giro del motor. El par til de giro del motor es Mu =60 Nm. (0.5puntos).Nota: Despreciar en este problema la cada de tensin en las escobillas y la resistenciadel restato de arranque y de los polos auxiliares. (Canarias.Junio 2005)

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    a).-Segn se deduce del esquema del motor derivacin

    se cumplir que

    La intensidad de excitacin es, por tanto

    La intensidad absorbida de la red por el motor se puede calcular a partir de la potencia:

    b) El rendimiento de una mquina elctrica es: de forma que hemos de

    calcular la potencia til que est dada por:

    como las prdidas del cobre suponen el 45% de las prdidas totales stas ltimas sern

    c) La velocidad de giro se obtendr a partir del par til y de la potencia til

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    4.-Enuncie las caractersticas principales del motor de corriente continua conexcitacin en derivacin (velocidad, par, corriente de arranque) y en qu aplicaciones

    es conveniente usarlo. (0.5 puntos). (Canarias.Sept 2005) (Canarias.Sept 2007)Son motores cuya velocidad se mantiene constante independientemente de la carga y el par

    es proporcional a la corriente. Es un motor autorregulable en velocidad.

    Se emplea en mquinas en las que la velocidad debe mantenerse constante como son las

    mquinas herramientas (tornos, fresas, taladros, etc) y las mquinas de elevacin en las

    que la carga puede ser suprimida bruscamente.

    5.-Enuncie las caractersticas principales del motor de corriente continua conexcitacin en serie (velocidad, par, corriente de arranque) y cules son sus principalesaplicaciones. (0.5 puntos).(Canarias.Sept 2005)

    Son motores cuya velocidad vara con la carga de forma que el producto Mse mantenga

    prcticamente constante. Necesitan un gran par de arranque siendo los motores que

    proporcionan el mayor incremento del par motor para un determinado incremento de

    corriente. Es un motor de gran inestabilidad que no debe funcionar nunca en vaco.

    Se emplea en aquellos casos en los que se tenga que arrancar en carga con un elevado par

    de arranque, como traccin elctrica, gras, ventiladores, arranque de motores trmicos,

    trenes de laminacin, etc.

    6.-Dibuje el circuito equivalente, con su ecuacin de tensiones, de un motor decorriente continua con excitacin en derivacin. (0.5 puntos). Canarias.Sept 2005)

    7.-Un motor de corriente continua con excitacin serie, ( Ri = 0.16 Rexc = 0.99 ),absorbe de la red 20 A cuando a plena carga se alimenta a 230 V y gira a 1500 r.p.m.Si las prdidas en el hierro y las mecnicas suponen un 10 % de la potencia absorbida.Determine: (Canarias.Junio 2001)a) La fuerza contraelectromotriz nominal inducida.b) La potencia til.El par motor interno.

    a) La fuerza contraelectromotriz nominal inducida.

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    b) La potencia

    til.

    c) El par motor interno.

    8.-Un motor de corriente continua, excitacin derivacin, de 4 KW, 120 V, 1500r.p.m., tiene a plena carga un rendimiento total del 82 % y unas prdidas en susdevanados inductor e inducido del 4 y 5%, respectivamente, de la potencia absorbida.Determine: (Canarias.Junio 2001)a) La corriente por el devanado de excitacin.b) La fuerza contraelectromotriz inducida a plena carga.c) El par motor interno.

    La potencia absorbida ser:

    Las prdidas en el devanado inductor se pueden calcular a partir de la siguiente expresin:

    Por otra parte, tambin se cumple que V=Iexc Rexc=120 de forma que obtenemos el

    siguiente sistema de ecuaciones

    b) La fuerza contraelectromotriz inducida a plena carga.

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    c) El par motor interno.

    9. Relacione las partes que constituyen una mquina elctrica rotativa genrica,especificando la misin de cada una de ellas. En el caso del motor de corrientecontinua, indique la posicin relativa de sus devanados y la naturaleza de lascorrientes que circulan por los mismos. . (Canarias.Sep 2000)

    Una mquina elctrica rotativa genrica est compuesta por los siguientes elementos:

    Esttor: Constituido generalmente por material ferromagntico, es una pieza siempreen reposo, donde se localiza el devanado estatrico.

    Rtor: En un componente mvil, tambin formado por apilado de chapaferromagntica, alberga al devanado rotrico, montado en el eje de la mquina que seapoya en ambos cojinetes para permitir el giro.

    Entrehierro: Pequea zona de aire entre las dos parte anteriores para permitir el girodel rtor.

    En el motor de corriente continua el devanado inductor es el estatrico mientras que el

    inducido es el rotrico.

    10. Cundo se dice que un motor elctrico, en carga, es estable?. Qu se entiendepor coeficiente de estabilidad?. . (Canarias.Sep 2000) (Canarias.Sept 2007)

    Se dice que un motor en carga es estable, si al variar su velocidad por eldesequilibrio entre el par motor y par resistente, tiende a restablecerse la velocidad de

    rgimen, es decir, ni se para ni se embala. Se entiende por coeficiente de estabilidad, la

    relacin entre el par motor mximo y el par nominal. ( Mmx / Mn)

    11. Clasifique las posibles prdidas de una mquina elctrica indicando a qu se debecada una. . (Canarias.Sep 2000)

    Las prdidas de las mquinas elctricas se clasifican como sigue:

    Prdidas magnticas:(o prdidas en el hierro). Pueden producirse por fenmenos deinduccin de corrientes parsitas o de Foucault en la chapa magntica, de forma que

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    sta se calienta. Tambin pueden producirse por histresis magntica, fenmeno por el

    que la energa gastada en la imantacin no es totalmente devuelta en la desimantacin,

    quedando un campo magntico remanente. Prdidas elctricas: Tambin conocidas como prdidas en el cobre o aluminio, sedebe al calentamiento de los devanados por efecto Joule.

    Prdidas mecnicas: Debidas al rozamiento de las partes mviles, principalmente eldel eje.

    12.-Un motor de corriente continua de 8 CV, tiene un rendimiento del 85 % cuando sealimenta a 400 V. Si se sabe, adems, que sus prdidas en el cobre son iguales a lasuma de las otras prdidas, calcule: . (Canarias.Sep 2000)

    d) La intensidad que absorbe el motor.

    e) La suma de prdidas en el hierro y mecnicas.f) La potencia elctrica interna.

    Solucin:

    a) La potencia absorbida por el motor es:

    Por tanto, la intensidad absorbida es:

    b) La potencia total perdida es: .

    Teniendo en cuenta que las prdidas del cobre son iguales a la sima de las prdidas del

    hierro y las mecnicas:

    c) A partir de los apartados anteriores es sencillo calcular la potencia elctrica interna

    como:

    13.-Explique brevemente el concepto de potencia elctrica interna y a qu se deben lasprdidas que restadas a la misma dan como resultado la potencia til. (Canarias.Sep2003)La potencia elctrica interna de un motor, Pei, es la que se obtiene como diferencia entre supotencia absorbida, Pab, y las prdidas en el cobre, PCu. La potencia til se obtiene restandoa Pei las prdidas magnticas y las mecnicas, las primeras son debidas a las corrientesparsitas de Foucault y al fenmeno de histresis magntica, mientras que las mecnicas se

    deben al rozamiento de los elementos mviles con otros elementos del motor y con el aire.

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    14.- Determine la resistencia del inductor de un motor de corriente continua de 250Vnominales cuya corriente de excitacin en derivacin es a plena carga de 2(A)

    (Canarias.Sep 2003)

    15.-Cmo debe ser la variacin que experimenta el par interno de un motor elctricosi cuando vara ligeramente el par resistente, el sistema motorcarga recupera supunto de equilibrio o de funcionamiento estable? (Canarias.Sep 2003)

    La variacin del par interno del motor con respecto al par resistente que presenta la carga,debe ser inversa. Ante un pequeo aumento de la velocidad de rgimen el par motor debe

    disminuir y el resistente aumentar y ocurrira lo contrario para una disminucin de la

    velocidad. De no ser as, el motor se embalara o acabara parndose.

    16.-Determine la potencia nominal absorbida por un motor elctrico que a plenacarga tiene un rendimiento del 85% y es capaz de arrastrar una carga de 4048 W

    (Canarias.Sep 2003)

    17.-Un motor de corriente continua con excitacin en derivacin tiene las siguientescaractersticas: Ri = 0.32 , Recx =146 y tensin de alimentacin 240 V. Cuando lapotencia absorbida es de 12 kW las prdidas del cobre suponen el 50 % de lasprdidas totales y el par til es de 61.85 Nm. Determine (Canarias.Jun 2002

    a) La fuerza contraelectromotriz inducida.b) El rendimientoc) La velocidad de giro para dicha carga

    Segn se deduce del esquema del motor derivacin secumplir que

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    b).-

    c).-

    18.-Dibuje, conjuntamente, las curvas del par resistente y par interno en funcin de lavelocidad, para un sistema inestable motor carga. Explique brevemente lassituaciones correspondientes al punto de corte de ambas curvas, as como lascorrespondientes a velocidades sensiblemente menores y mayores a la de dicho punto.(Canarias.Jun 2002

    Un motor tiene rgimen estable cuando al variar su

    velocidad el desequilibrio de pares tiende a volver la

    velocidad a su valor inicial, es decir si la velocidadtiende a aumentar el par motor debe ser inferior al parresistente y si la velocidad disminuye el par motor

    debe ser superior al resistente. En caso contrario el

    motor es inestable y si la velocidad aumenta el

    desequilibro de pare tiende a embalar el motor y si

    disminuye tender a frenarlo. La figura muestra esta

    situacin. En el punto de corte el par motor es igual al

    resistente y el sistema est en equilibrio inestable

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    19.-Describa brevemente las corrientes de Foucault indicando qu prcticaconstructiva tiene en cuenta la disminucin de las prdidas debidas a dichas

    corrientes. (Canarias.Jun 2002Las corrientes de Foucault son corrientes inducidas en materiales metlicos cuando estos se

    someten a un flujo magntico variable. Estas corrientes producen un calentamiento del

    material por efecto Joule por lo que constituyen una fuente de prdidas de energa en

    cualquier mquina elctrica (incluidas dentro de las llamadas prdidas del hierro). Se

    evitan, en lo posible, utilizando en el rotor y el estator de la mquina piezas de formadas

    por lminas unidas en lugar de piezas macizas. Al laminar los ncleos se establecen

    discontinuidades que funcionan como circuitos abiertos que evitan el paso de la corriente.

    20.-Explique de forma breve y concisa la funcin del colector de delgas en lasmquinas elctricas. (Canarias.Jun 2003)El colector de delgas es un anillo de lminas conductoras aisladas entre si solidario al eje

    del motor donde terminan las ramas del devanado inducido. Las delgas en contacto

    sucesivo con las escobillas, garantizan la alimentacin del motor y rectifican la tensininducida.

    21.-La potencia til nominal de cierto motor elctrico es de 3680 W y su velocidad de157 rad/s. Calcule su par til. (Canarias.Jun 2003)

    22.-Un motor de corriente continua de excitacin en derivacin consume 8 Kw alalimentarlo por una lnea de 500 V y arrastrando una carga a 1000 r.p.m. La fuerzacontraelectromotriz es de 496 V, la resistencia del devanado de excitacin es de 250 y sus prdidas totales suponen un 17 % de la potencia absorbida. Determine:a) La resistencia del devanado del inducido.b) El par til.c) Las prdidas mecnicas y magnticas conjuntas. (Canarias.Jun 2003)

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    b).-

    c).-

    23.- Un motor elctrico de corriente continua con excitacin en derivacin que tienelas siguientes caractersticas: Tensin de alimentacin, U= 600 V, resistencia deldevanado de excitacin, Rexc = 600 , resistencia del inducido Ri = 0.1 , intensidadabsorbida de la red Iabs = 138 A, potencia til, 100 CV. Determine: (Canarias.Sep2008)a) Rendimiento del motor.b) La intensidad de excitacin y la intensidad del inducido.c) El par til cuando el motor gira 1200 rpm.(Nota: Despreciar en este problema la cada de tensin en las escobillas y la resistenciadel restato dearranque y de los polos auxiliares.

    24.-Determine la resistencia total de un motor de corriente continua con excitacin enserie, sabiendo que al conectarlo a una tensin de alimentacin de 240 V, la fuerzacontraelectromotriz es de 220 V y la intensidad nominal I de 20 A, a la velocidad degiro nominal.(Canarias.Sep2008)

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    25.- Un motor elctrico de corriente continua con excitacin en derivacin tiene lassiguientes caractersticas: tensin de alimentacin, U= 440 V, resistencia del devanado

    de excitacin, Rexc = 220 W, resistencia del inducido, Ri = 0.25 W, intensidadabsorbida de la red, Iabs = 40 A . Determine:a) La intensidad de excitacin y la intensidad del inducido.b) La potencia til y el rendimiento del motor.c) La intensidad de arranque.Nota: Desprecie en este problema, la cada de tensin en las escobillas y la resistenciadel restato de arranque y de los polos auxiliares.(Canarias.Jun 2007)

    c) En el arranque la fuerza contraelectromotriz es nula y as:

    26.- Un motor serie suministra 18 CV con un rendimiento del 90% y tensin en bornesde 220 V. Se sabe que las prdidas del cobre son un 60% de las prdidas totales.Determine:(Canarias.Sept 2007)a) La potencia absorbida y la intensidad nominal.b) Las prdidas totales y las del cobrec) La potencia elctrica interna y la fuerza contraelectromotriz.

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    NEUMATICA-HIDRULICA

    1.-El mbolo grande de una prensa hidrulica tiene un radio de 36 cm. Qu fuerza sedebe aplicar al mbolo pequeo de radio 6 cm para elevar un cuerpo de 180 kg demasa? (g=9.81 m/s2). (Canarias.Junio 2005)

    El Principio de Pascal dice que la presin ejercida en un punto de unfluido se transmite por igual a los dems puntos del fluido:

    2.-La lectura de un manmetro es 6 atm. Determine la presin absoluta en unidades

    del sistema internacional. (Canarias.Junio 2005)

    3.-Qu se entiende por humedad absoluta y humedad relativa del aire?. Indique susunidades en el sistema internacional. (0.5 puntos). (Canarias.Junio 2005)

    Humedad absoluta, es la masa de vapor de agua por unidad de volumen de aire. En el

    sistema internacional se mideen kg/m3, pero frecuentemente se expresa en g/m3.

    Humedad relativa, es el cociente entre la masa de vapor de agua que hay en un volumen

    dado de aire y la masa de vapor de agua que habra en ese volumen si estuviese saturado.

    De la propia definicin se sigue que es una magnitud adimensional.

    4.-En un sistema neumtico la lectura de un manmetro conectado al mismo es 4.73atm. Si la presin atmosfrica es 1.27 atm, determine la presin absoluta expresada enunidades del Sistema Internacional. (0.5puntos).(Canarias.Sept 2005)

    5.-.En una prensa hidrulica qu relacin existe entre la presin y la fuerza en cadaelemento activo?. (Canarias.Junio 2001)

    Segn el principio de Pascal la presin ejercida en un punto de un fluido confinado se

    transmite ntegramente a todos sus puntos y ejerce fuerzas iguales sobre reas iguales,

    actuando las fuerzas normalmente a las paredes del recipiente. En particular esto tambin

    ocurre en los dos mbolos de la prensa de forma que se cumplir que,

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    6. El mbolo grande de una prensa hidrulica tiene un radio de 15 cm. Qu fuerzadebe aplicarse al mbolo pequeo de radio 3 cm para elevar un coche de 2000 Kg de

    masa?. . (Canarias.Sep 2000)Este ejercicio es una aplicacin directa del principio de Pascal.

    7. Defina el concepto de prdida de carga en una conduccin hidrulica.. (Canarias.Sep 2000)

    Es la disminucin de presin que experimenta un fluido viscoso al circular por una

    conduccin hidrulica debido al rozamiento con las paredes de la conduccin y entre las

    distintas capas fluidas.

    8. Qu diferencia hay entre flujo laminar y flujo turbulento?. . (Canarias.Sep 2000)

    La diferencia entre un Flujo laminar y un Flujo turbulento es que las lneas de

    corriente en el primero no se entremezclan mientras que en el turbulento si. Para distinguirentre ambos regmenes se utiliza un coeficiente adimensional llamado Nmero de Reinolds.

    9.-En una instalacin hidroelctrica, la presin de entrada en la zona de turbinas es de40 at. Sabiendo que el caudal de entrada es de 1.5 m3/s, determine la potencia(expresada en el SI) que es capaz de suministrar al alternador. . (Canarias.Sep 2000)

    10.-Cmo explicara las variaciones de la presin y la velocidad de un fluido en unaconduccin cuya seccin disminuye?.. (Canarias.Sep 2000)

    En un fluido incompresible el gasto es constante (por conservacin de la masa) de forma

    que el producto rea por velocidad debe mantenerse invariante. De esta forma si la seccin

    del tubo de corriente disminuye la velocidad debe aumentar en la misma proporcin y

    viceversa.

    11.- En un sistema neumtico la lectura de un manmetro conectado al mismo es, anivel del mar, de 4 atm. Determine la presin absoluta del sistema expresada en

    pascales. . (Canarias.Sep 2000)

    Pabs

    = Prel

    + Pat

    = 5 atm

    12.-Ordene de menor a mayor las velocidades y las presiones en lassecciones 1, 2 y 3 de una tubera horizontal por la que circula un fluidoideal, siendo D2

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    Para un fluido ideal que circula por una conduccin horizontal, las velocidades son

    inversamente proporcionales al rea de las secciones y las presiones directamente

    proporcionales al rea de las secciones.

    13.-Una medida de la presin atmosfrica emulando el experimento de Torricelli, dacomo resultado 770 mm de mercurio. Si se repite la medida utilizando un lquido cuyadensidad es la sexta parte de la densidad del mercurio, qu altura H, expresada enmetros, alcanzar la columna de lquido? (Canarias.Jun 2007)

    14.- Qu cantidad de agua, expresada en gramos, hay en 2 m3 de aire a 40C, cuyahumedad relativa es del 75%?. Tenga en cuenta que la cantidad mxima de vapor deagua en aire a 40C (cantidad de saturacin) es de 54.1 g/m3. (Canarias.Jun 2007)

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    ELECTRNICA DIGITAL

    1.-Explique brevemente el principio de funcionamiento de un circuito digitalsecuencial. (Canarias.Junio 2005)

    Son circuitos digitales en los que sus valores de salida no slo dependen del valor que haya

    en las lneas de entrada, sino del valor que tenan stas anteriormente, es decir, son circuitoscon capacidad para memorizar almacenar- los valores digitales de salida.

    2.-Se quiere disear un detector de error de una seal de un semforo de circulacinde tres lmparas. Se considera error cuando se produce alguno de los siguientes casos:- Las tres lmparas encendidas o apagadas- Las lmparas roja y verde encendidas

    - Las lmparas roja y amarilla encendidasSe pide:a) Tabla de verdad del detector de error y su funcin lgica. (0.5 puntos).b) Simplificacin de la funcin lgica obtenida mediante el mtodo de Karnaugh. (1punto).c) Implementacin del circuito mediante puertas lgicas. (1 punto).(Canarias.Junio 2005)

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    3.-Explique brevemente el principio de funcionamiento de un circuito combinacionaldecodificador de 2 entradas y 4 salidas. Las salidas se activan con un 1. (0.5 puntos).(Canarias.Junio 2005)

    Es un circuito que activa con un 1 una de sus 4 lneas de salida en funcin de la

    combinacin digital que haya en la entrada. La tabla de verdad del circuito sera la

    siguiente:

    4.-Se pretende disear un circuito combinacional que detecte los meses del ao quetengan ms de 30 das. Para ello el circuito dispone de 4 entradas (a, b, c y d) paracodificar en binario el mes en cuestin, empezando por 0001 (enero). Tanto la

    combinacin 0000 as como las que sean mayores a 12 diciembre- tendrn una salidaindiferente X-, que podr tomarse como 0 1 segn convenga. Se pide:a) Tabla de verdad del circuito. (0.5 puntos).b) Simplificacin de la funcin lgica mediante el mtodo de Karnaugh. (1 punto).c) Implementacin del circuito con puertas lgicas. (1 punto). (Canarias.Junio 2005)

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    5. Explique cmo funciona un biestable T. (0.5 puntos). (Canarias.Sept 2005)

    Su tabla de verdad es:

    Cuando en la lnea de entrada T hay un 0 el valor

    almacenado en el biestable no vara, mientras que cuando

    enla entrada T hay un 1, el valor almacenado se invierte .

    6.-Disear un circuito comparador de palabras de 2 bits (AB y CD). La funcin desalida ser 1 si la palabra AB es mayor que CD. Se pide:a) Tabla de verdad del circuito. (1 punto).b) Simplificacin de la funcin lgica obtenida mediante el mtodo de Karnaugh. (0.5puntos).c) Implementacin del circuito con puertas lgicas NAND. (1 punto).(Canarias.Sept 2005)

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    7.-Explique el principio de funcionamiento de un biestable J-K. (0.5 puntos).(Canarias.Sept 2005)

    Cuando J=K=0 se mantiene a la salida el valormemorizado con anterioridad. Cuando K=1 la salida

    del biestable es 0 independientemente del valor

    memorizado. Cuando J=1 la salida del biestable es

    1 independientemente del valor memorizado y

    cuando las entradas J y K son 1 se invierte el valor

    memorizado.

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    8.-En una empresa los directivos de la misma poseen todas las acciones, que sedistribuyen de la siguiente manera: (Canarias.Sept 2005)

    - Director (A): 45% de las acciones- Vicedirector (B): 30% de las acciones- Secretario (C): 15% de las acciones- Jefe de ventas (D): 10 % de las accionesPara aprobar una determinada decisin la suma de los votos de los directivos de laempresa debe ser superior a un 50 %. Se pide:a) Obtener la tabla de verdad de aceptacin de una decisin. (1 punto).b) Simplificacin de la funcin lgica obtenida mediante el mtodo de Karnaugh. (0.5puntos).c) Implementar el circuito con puertas lgicas. (1 punto).

    9.-Obtenga la expresin en cdigo BCD del nmero 679.8. (Canarias.Junio 2001)

    10.-Dada una puerta NAND e inversores, dibuje un diagrama lgico que realice lafuncin AND de dos entradas. . (Canarias.Junio 2001)

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    11.-Escriba la tabla de verdad de una puerta XOR (O-exclusiva) de dos entradas.(Canarias.Junio 2001)

    12.-Explique el funcionamiento de un codificador. (Canarias.Junio 2001)Es un circuito lgico combinacional que posee n salidas y 2n entradas, de tal forma que al

    accionarse una de sus entradas, en la salida aparece la combinacin binaria correspondiente

    al nmero decimal asignado a dicha entrada.

    13.-a) Escriba la expresin booleana no simplificada en forma de suma de productos(minterms) para la tabla de verdad de la figura (Canarias.Junio 2001)b) Simplifique la funcin booleana obtenida mediante un diagrama de Karnaugh.c) Dibuje el circuito lgico de la funcin simplificada que ha obtenido utilizandopuertas bsicas de dos entradas.

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    14.-Dada la siguiente funcin: (Canarias.Sep 2000)

    a) Determine la tabla de verdad correspondiente.b) Simplifique la ecuacin en la forma de suma deproductos (primera forma cannica).c) Dibuje el circuito lgico utilizando cualquier tipode puertas.

    La funcin viene expresada en forma de suma deproductos (primera forma cannica) por tanto, la tabla

    de verdad se obtendr asignando el valor uno a cada unade las combinaciones de entrada que se indican en la

    funcin.

    En funcin de los minterms que la componen esta funcin

    tambin se puede expresar como

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    15.-Explique el funcionamiento de un multiplexador (Canarias.Sep 2000)

    Es un circuito lgico combinacional cuya labor consiste en canalizar varias fuentes de

    informacin binaria hacia una lnea comn de salida. En general, un multiplexador posee 2n

    entradas de informacin, n entradas de seleccin y una sola salida de informacin.

    (Canarias.Jun 2002)Un multiplexador es un circuito lgico combinacional cuya labor consiste en canalizar

    varias fuentes de informacin binaria hacia una lnea comn de salida.

    En general, un multiplexador tiene 2n entradas de informacin denominadas I0 a I2n, n

    entradas de seleccin (S0 a Sn) y una nica salida de informacin (W). Su funcionamientoes el siguiente: cuando se presenta una combinacin binaria en las entradas de seleccin, en

    la salida aparece un solo dato, correspondiente a la entrada que lleve asignada esa

    combinacin

    16.-Exprese en cdigo BCD natural el nmero 2497. Exprese el nmero 47 en binarionatural. (Canarias.Sep 2000)

    17.-Explique en qu difiere un biestable J-K de un R-S . (Canarias.Sep 2000)

    Bsicamente, un biestable J-K es un biestable R-S al que se le ha eliminado al

    indeterminacin que presenta cuando ambas entradas valen uno.

    18.-Explique cmo funciona un biestable T. (Canarias.Sep 2003)

    Como sabemos el biestable RS constituye el circuito ms elemental de memoria para

    almacenamiento de variables de un bit.

    En la figura se muestra un biestable de este tipo construido con dos puertas NOR (tambin

    se puede construir con dos puertas NAND). Su funcionamiento es el siguiente: Si se activa

    (se pone a 1) la entrada S (SET), en caso de que R (RESET) est a 0., la salida se activar

    (Qt=1). Si se pulsa RESET cuando SET est en 0, la salida se desactivar (Qt=1). Si ambasentradas permanecen a 0, la salida mantendr el valor almacenado en la operacin anterior,que se denominaremos Qt-1.

    En caso de que las dos entradas se activen

    simultneamente la salida es impredecible. Para

    solucionar esto, se dise el biestable JK.

    Bsicamente, un biestable J-K es un biestable R-Sal que se le ha eliminado la indeterminacin que

    presenta cuando ambas entradas valen uno. Si en un

    biestable JK se unen las dos entradas, obtenemos

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    otro dispositivo diferente conocido como biestable T.

    19.-Analice el circuito de la figura para obtener:(Canarias.Sep 2003)

    a) La ecuacin de la funcin que representa.

    b) La tabla de verdadc) La implementacin de la funcin simplificada obtenida a partir de la tabla de verdad.

    20.-Un sistema de alarma est constituido por cuatro detectores denominados a, b, c yd; el sistema debe activarse cuando se activen tres ocuatro detectores, si slo lo hacen dos detectores, esindiferente la activacin o no del sistema. Por ltimo,

    el sistema nunca debe activarse si se dispara un solodetector o ninguno. Por razones de seguridad elsistema se deber activar si a=0, b=0, c=0 y d=1.(Canarias.Sep 2003)a) Construya la tabla de verdad del circuito.b) Obtenga la funcin simplificada en forma desuma de productos (minterms o primera formacannica).c) Implemente el circuito utilizando puertas NOR.

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    21.-Obtenga la expresin en cdigo BCD del nmero 500.6. (Canarias.Jun 2002)

    22.-Obtenga la suma binaria de 543|10 ms 226|10. (Canarias.Jun 2002)

    23.- Qu tipo de puerta se debe emplear en un sistema de mando para evitar que seproduzca una seal contradictoria al pulsar dos botones a la vez?. Indique su tabla de

    verdad. (Canarias.Jun 2002)

    Una puerta O exclusiva en la que en el caso de pulsarse los dos botones simultneamente la

    salida es nula. Su tabla de verdad es

    24.-a) Escriba la expresin booleana no simplificada en forma de producto de sumas(maxterms) para la tabla de verdad de la figura.

    b) Simplifique la funcin booleana obtenida mediante un diagrama de Karnaugh.c) Dibuje el circuito lgico de la funcin simplificada que ha obtenido utilizando

    puertas bsicas de dos entradas. (Canarias.Jun 2002)

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    25.-Se pretende disear un circuito constituido por tres pulsadores a, b, c y unalmpara que funcione de forma que sta se encienda cuando se pulsen los trespulsadores a la vez o uno cualquiera solamente.a) Construya la tabla de verdad.b) Obtenga la funcin simplificada en forma de suma de productos (minterms oprimera forma cannica).c).-Implemente el circuito utilizando puertas lgicas de dos entradas e inversores.(Canarias.Jun 2003)

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    b).-

    c).-

    26.-Explique la diferencia entre los circuitos combinacionales y secuenciales.(Canarias.Jun 2003)Los circuitos digitales pueden ser de dos tipos bien diferenciados: Circuitos

    Combinacionales y Circuitos secuenciales. Los primeros se caracterizan porque el estado de

    las salidas depende exclusivamente del estado de las entradas, mientras que en los

    segundos, el estado de salida depende tanto del estado de cada una de las entradas como de

    la secuencia de entradas que ha provocado el estado actual de cada una de ellas. Es decir,

    en los circuitos secuenciales la salidas depende del estado actual de las entradas y de lahistoria del circuito.

    27.-Se pretende disear un circuito de cuatro variables (a, b, c y d) que tome el valorlgico 1 cuando el nmero de variables de entrada en estado 1 sea mayor o igual queel de las que estn en estado cero.(Canarias.Jun 2003)Construya la tabla de verdad del circuito.Obtenga la funcin simplificada en forma de suma de productos (minterms o primeraforma cannica).Implemente el circuito utilizando puertas NAND.

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    28.- Se desea disear el circuito de control de activacin de un motor de una mquinatrituradora. En la mquina existen tres sensores de llenado A, B, C. El motor entraren funcionamiento cuando se activen conjunta o individualmente los sensores B y C.a) Obtenga la tabla de verdad y la funcin lgica.b) Simplifique la funcin obtenida utilizando el mapa de Karnaugh.c) Implemente la funcin simplificada con puertas lgicas NAND.(Canarias.Sept 2007)

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    MATERIALES

    1.-a) Dibuje el diagrama genrico de traccin de un material que presenta fluencia.Site en l los puntos lmites de fluencia y de rotura. Indique qu ocurre en ellos.

    b) Calcule el mdulo de elasticidad (E) de un material en GPa, sabiendo que unaprobeta de ensayo de dimetro =12 mm y longitud natural Lo=50.000 mm, con unacarga F1 =1500N alcanza una longitud L1=50.012 mm y con otra carga F2 =15000Nalcanza una longitud L2=50.061 mm

    c) Calcule la dureza Vickers, expresada segn la norma, teniendo en cuenta que unapunta piramidal de diamantedeja una huella de diagonal d=0.45 mm, al aplicarle una

    fuerza de 50 kp durante 20 s. Recuerde que el rea de la huella de diagonal d, quedeja una punta piramidal de diamante al penetrar la probeta es A=d2/1.8543(Canarias.Junio 2005)

    Solucin

    a) El lmite de fluencia F, es un punto situado por

    encima del lmite elstico (E). A partir de l, se

    produce un alargamiento rpido del material sin quevare la tensin que se le est aplicando. Este

    comportamiento es caracterstico de algunos

    materiales, entre los que se encuentra el acero. El

    lmite de rotura R, es el punto que define la mximatensin que puede soportar un material antes de

    romperse. A partir de este punto el material se

    considera roto, aunque no se haya producido la

    fractura visual. Ambos puntos se encuentran en lazona plstica.

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    2.-a) La figura adjunta muestra el diagrama de traccin de un material. Comente lascaractersticas principales de los intervalos O-P, P-E, E-R y R-U (0.5 puntos).

    b) Calcule el esfuerzo () en MPa y la deformacin ()de una barra de hierro forjado de 3.8 cm de dimetro,que soporta una carga axial de 156 kN, sabiendo que sumdulo de elasticidad vale 195 GPa (1 punto).c) Calcule la resiliencia () de un material en J/mm2,teniendo en cuenta que la maza de 15 kg de un pndulode Charpy que cae desde 1 m de altura sobre unaprobeta de 300 mm2 de seccin, asciende 35 cm despusde la colisin (1 punto). (Canarias.Junio 2005)

    a) Zona elstica OE se caracteriza porque al cesar las tensiones aplicadas, los materiales

    recuperan su longitud original. Esta zona se subdivide en: zona proporcional OP, en la que los esfuerzos unitarios () son proporcionales a las

    deformaciones unitarias (); esto es, se verifica la ley de Hooke, =E, siendo E es el

    mdulo de elasticidad o mdulo de Young.

    zona no proporcional PE, en la que los desplazamientos dejan de ser proporcionales a los

    esfuerzos, esto es, E.

    Zona plstica ES se caracteriza porque al cesar las tensiones aplicadas, los materiales norecuperan su longitud original, esto es, adquieren deformaciones permanentes. Esta zona se

    subdivide en:

    zona lmite de rotura ER, en la que a incrementos positivos de corresponden

    incrementos positivos de zona de rotura RS, en la que a incrementos negativos de corresponden incrementos

    positivos de

    Los puntos caractersticos son: P, lmite de proporcionalidad: hasta este punto es vlida la ley de Hooke.

    E, lmite de elasticidad: a partir de este punto los materiales se comportan plsticamente.

    Es un punto difcil de determinar por lo que se acepta que es aquel cuya tensin

    corresponde a una deformacin permanente del 0.2%.

    R, lmite de rotura; a partir de este punto el material se considera roto aunque no se haya

    producido la fractura visual.

    S, punto en el que se produce la fractura visual del material.

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    3.-a) En un ensayo de traccin: qu son el esfuerzo y la deformacin unitaria?. enqu unidades se miden estas magnitudes en el sistema internacional? qu relacin

    matemtica existe entre ellas, cuando se trabaja por debajo del lmite elstico (en lazona de proporcionalidad)? (0.5 puntos).b) Calcule el alargamiento (L) en mm de una probeta de longitud natural Lo=20 cmcuando la deformacin unitaria es = 210-5. (1 punto).c) Calcule la dureza Vickers de un material, si el punzn de diamante, con una cargade 981 N aplicada durante 15 s, deja una huella de diagonal d=0.153 mm. Recuerdeque el rea de la huella de diagonal d, que deja el punzn de diamante al penetrar laprobeta es A=d2/1.8543. Exprese la dureza segn la norma (1 punto).(Canarias.Sept 2005)

    a.-El esfuerzo unitario se define como el cociente entre la fuerza F a la que est sometida la

    probeta de ensayo y el rea A de su seccin: =F/A. En el sistema internacional se mide enpascales ( N/m2).

    La deformacin unitaria se define como el cociente entre el incremento de longitud de la

    probeta de ensayo (L-LO) y su longitud inicial LO: =(L-LO)/LO. De acuerdo con esta

    definicin es una magnitud adimensional.

    Cuando se trabaja por debajo del lmite de proporcionalidad resulta que las deformaciones

    y los esfuerzos unitarios son proporcionales,

    =Esiendo la constante de proporcionalidad E, el mdulo elstico o mdulo de Young delmaterial. La relacin anterior se conoce como ley de Hooke.

    4.-a) Dibuje el diagrama genrico de esfuerzodeformacin de un material sometido a

    traccin. Indique y comente brevemente las caractersticas de sus zonas y puntos mssignificados (0.5 puntos).b) Calcule el esfuerzo unitario () en MPa y la longitud en m, que alcanza un cable deacero de 25 mm de dimetro y 25 m de longitud inicial, al colgarle un peso de 50 kN, sisu mdulo de elasticidad E=110 GPa (1 punto).c) Calcule la altura en cm que asciende la maza de un pndulo de Charpy de 5 kg,despus de romper una probeta de 22.5 mm2 de seccin, si se suelta desde 85 cm dealtura, sabiendo que su resiliencia es =38 J/cm2 (g=9.81 m/s2) (1 punto).(Canarias.Sept 2005)

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    a)

    Zona elstica OE se caracteriza porque al cesar las tensiones aplicadas, los materiales

    recuperan su longitud original. Esta zona se subdivide en: zona proporcional OP, en la que los esfuerzos unitarios () son proporcionales alas deformaciones unitarias (); esto es, se verifica la ley de Hooke, =E, siendo E es

    el mdulo de elasticidad o mdulo de Young.

    zona no proporcional PE, en la que los desplazamientos dejan de serproporcionales a los esfuerzos, esto es, E.

    Zona plstica ES se caracteriza porque al cesar las tensiones aplicadas, los materiales norecuperan su longitud original, esto es, adquieren deformaciones permanentes. Esta zona se

    subdivide en:

    zona lmite de rotura ER, en la que a incrementos positivos de correspondenincrementos positivos de

    zona de rotura RS, en la que a incrementos negativos de correspondenincrementos positivos de Los puntos caractersticos son:

    P, lmite de proporcionalidad: hasta este punto es vlida la ley de Hooke. E, lmite de elasticidad: a partir de este punto los materiales se comportan plsticamente.Es un punto difcil de determinar por lo que se acepta que es aquel cuya tensin

    corresponde a una deformacin permanente del 0.2%.

    R, lmite de rotura; a partir de este punto el material se considera roto aunque no se hayaproducido la fractura visual.

    S, punto en el que se produce la fractura visual del material.

    5.-Comente en forma concisa el concepto de elasticidad. (Canarias.Junio 2001)

    La elasticidad es la capacidad que tiene ciertos materiales denominados elsticos de

    recuperar la forma primitiva cuando cesa la carga que los deforma.

    6.-Una pieza cilndrica de 1.2 cm de dimetro est sometida a una carga de 2500 Kp.Determine el esfuerzo de la pieza expresado en MPa. (Canarias.Junio 2001)

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    7.-Para un material sometido a traccin, exprese la relacin matemtica entre lavariacin de la seccin transversal y la correspondiente variacin longitudinal.(Canarias.Junio 2001)

    Al estirarse un cuerpo sus dimensiones lineales transversas disminuyen siendo su variacinrelativa proporcional a la longitudinal. La relacin matemtica que liga ambas variaciones

    es

    al coeficiente de proporcionalidad entre las dos variaciones, se le llama mdulo de Poisson

    (p>0) y es una magnitud adimensional. El signo menos de la ecuacin nos indica ladisminucin de las dimensiones longitudinales transversas cuando aumenta la longitud.

    8.-El mdulo de elasticidad de un tipo de acero es 2.2104 Kp/cm2. Exprselo en Mpa.(Canarias.Junio 2001)

    9.-Defina las zonas de proporcionalidad, elstica, de fluencia y de rotura en undiagrama de traccin. (Canarias.Junio 2001)

    Al representar en un diagrama el esfuerzo aplicado a un material frente a la deformacin

    que se produce aparecen distintas regiones segn cmo se comporte el material. Estas

    regiones, por orden creciente de esfuerzo aplicado son:

    Zona elstica: La zona elstica se caracteriza porque al cesar las tensiones aplicadas elmaterial recupera su longitud inicial.

    Zona proporcionalidad: Forma parte de la zona elstica. En esta regin, adems, lasdeformaciones unitarias que se producen son proporcionales a los esfuerzos aplicados.

    Zona de fluencia: Es caracterstica de materiales como el acero y en ella se produce unalargamiento muy rpido sin que vare la tensin aplicada.

    Zona de rotura: En esta regin el material ya ha alcanzado el lmite de rotura de forma queaunque se mantenga constante o disminuya la tensin aplicada, el material sigue

    alargndose progresivamente hasta que se produce la rotura fsica total.

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    10.-Exprese la relacin matemtica que existe entre esfuerzo y deformacin en unensayo de traccin cuando se trabaja por debajo del lmite elstico. (Canarias.Junio

    2001)

    Por debajo del lmite elstico se cumple la Ley de Hooke cuya expresinmatemtica es

    siendo F: la fuerza aplicada al cuerpo elstico (Unidades: N, Kp); : la deformacin que

    experimenta el cuerpo (unidades, metros, cm); k: La constante elstica, (unidades: N/m;

    Kp/cm).

    11.- Defina esfuerzo unitario, deformacin unitaria, mdulo de Young y explique laecuacin que relaciona estas magnitudes. . (Canarias.Sep 2000)

    Esfuerzo unitario es la relacin entre la fuerza de tensin uniaxial sobre una varilla y suseccin transversal.

    Deformacin unitaria es la relacin entre la variacin de longitud de una varilla a la quese aplica una tensin uniaxial y su longitud original.

    Mdulo de Young Ees la pendiente de la recta en la zona elstica de la curva esfuerzo-deformacin de un material.

    La relacin entre estas magnitudes es: =E

    12. Una pieza de cierto material deja de tener comportamiento elstico para esfuerzossuperiores a 4x105 Kp/cm2. Cul es la tensin mxima que puede aplicarse a una

    probeta de 100 mm2 de seccin sin que se produzca deformacin plstica?(Canarias.Sep 2000)

    El lmite elstico es por tanto limite = 4x105 Kp/cm

    2 que expresado en el sistema

    internacional ser

    lmite= 4.105x 10

    4/9,8 = 408,2. 10

    6N/m2

    la tensin mxima que se puede aplicar a esta probeta se obtiene de forma trivial a partir de

    la definicin de esfuerzo como

    Tlimite= S = 408,2.106x 100.10

    -6= 40820 N

    13.-En una experiencia de laboratorio de resistencia de materiales se somete acompresin una barra de acero de longitud inicial Lo. Al ceder el esfuerzo se mide denuevo la longitud resultando ser L (menor que Lo). Explique el fenmeno.(Canarias.Sep 2000)

    En el ensayo se ha sobrepasado el lmite elstico de forma que el material no recupera su

    forma inicial al cesar el esfuerzo.

    14.-Expresin matemtica de la ley de Hooke, unidades de las magnitudesfundamentales que intervienen expresadas en el S.I. y en el sistema tradicional.

    (Canarias.Sep 2000) (Canarias.Jun 2002)

    Ley de Hooke: ;

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    F: fuerza aplicada al cuerpo elstico (Unidades: N, Kp);

    l: deformacin que experimenta el cuerpo (unidades, metros, cm);k: Constante elstica, (unidades: N/m; Kp/cm).

    15.-Explique el concepto de lmite de fluencia. Cul es el comportamiento de losmateriales por debajo de este lmite? (Canarias.Sep 2000)

    El lmite de fluencia, es el punto (esfuerzo- deformacin) donde comienza la zona de

    fluencia caracterstica de materiales como el acero en la que se produce un alargamiento

    muy rpido sin que vare la tensin aplicada. Por debajo del lmite de fluencia un material

    se comporta de manera elstica en zona proporcional y no proporcional.

    16.-Indique cmo se comporta un material sometido a traccin cuando se sobrepasasu lmite de fluencia. Dibuje un diagrama de esfuerzo-deformacin para referir susexplicaciones. (Canarias.Sep 2003)

    El punto F de fluencia lo presentan algunos materiales, como por ejmplo el acero, y seencuentra por encima del lmite elstico. En l, el material experimenta un alargamiento

    muy rpido sin que vare la tensin que se le est aplicando. Pasado el intervalo de fluenciase inicia la zona lmite de roturadonde a variaciones de la tensin positivas correspondenvariaciones tambin positivas pero mayores de la

    deformacin. Se alcanza as el punto R que define la

    tensin mxima o la deformacin mxima, que puede

    experimentar un material antes de romperse. A partirde este punto el material se considera roto, aunque no

    se haya producido la fractura visual. Superado el

    punto R, aunque se mantenga constante o bajeligeramente la tensin aplicada, el material sigue

    alargndose progresivamente hasta que en el punto Sse produce la rotura fsica total.

    En todas las zonas anteriores el material presenta un comportamiento plstico, o sea, las

    deformaciones que experimenta son permanentes.

    17.-Cul es el esfuerzo de rotura en un ensayo de traccin sabiendo que la carga

    mxima sobre una probeta normalizada de 100 cm2 de seccin es de 3500 kp?.Exprese el resultado en unidades del sistema internacional. (Canarias.Sep 2003)

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    18.-Describa brevemente el procedimiento a seguir para realizar un ensayo de Brinell.Cmo se expresan los resultados de un ensayo de Brinell? (Canarias.Sep 2003)

    Un ensayo de Brinell es un ensayo pensado para medir la dureza de un material,entendiendo por dureza la resistencia que ste ofrece a ser penetrado por otro. El

    procedimento a seguir consiste en presionar una bola de acero templado de dimetro D, con

    una fuerza F contra la superficie del material de ensayo. La huella que esta bola deja en la

    muestra es un casquete esfrico de dimetro d, cuya rea A se puede poner en funcin de D

    y d. El nmero de dureza Brinell N, es igual a la presin que la bola ejerce sobre lasuperficie de ensayo, esto es, N=F/A.

    Los resultados de un ensayo de Brinell se expresan segn la relacin N HB D F t, donde:

    N es el nmero de dureza Brinell, que se mide en kilopondios partido milmetro

    cuadrado (kp/mm2).

    HB indica que se trata de un ensayo de Brinell. D es el dimetro de la bola de acero en milmetros (mm).

    F es la fuerza que se aplica a la bola de acero en kilopondios (kp).t es el tiempo que se mantiena la bola de acero presionada contra la muestra de

    ensayo, medido en segundos (s).

    19.- En un ensayo de resiliencia se utiliza un pndulo de Charpy provisto de unmartillo de 25 kg, que se deja caer desde una altura de 1.5 m. Despus de romperuna probeta de 4 cm2 de seccin, sube hasta una altura de 45 cm. Cal es laresiliencia del material de ensayo?. (Canarias.Sep 2003)

    20.-Qu esfuerzo soporta una barra de 30 mm de dimetro sometida a una fuerzade 85 kN?. (Canarias.Sep 2003)

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    21.-El resultado de un ensayo de dureza de Vickers es 1200 HV 15 20. Comentebrevemente el significado de los nmeros de esta expresin, indicando las unidades en

    que se miden. (Canarias.Sep 2003) 1200, es el nmero de dureza, que indica la presin que se aplica al diamante que

    se comprime contra el material de ensayo. Esta presin es el cociente entre la fuerza

    aplicada al diamante y el rea de la huella que ste deja en el material de ensayo. Se mide

    en kp/mm2

    .

    HV, indica dureza Vickers, esto es, que se trata de un ensayo Vickersl.

    15, indica la fuerza que se aplica al diamante. Se mide en kilopondios (kp).

    20, indica el tiempo que se mantiene al diamante presionado contra el material de

    ensayo. Se mide en segundos (s).

    22. En un informe se dice: El ensayo de resiliencia se realiz con un pndulo deCharpy. Se observ que el martillo, que inicialmente se coloc a 1 m de altura,despus de romper la probeta, ascendi hasta 1.2 m. Pondra usted objeciones a estecomentario?. Indquelas. (Canarias.Sep 2003)

    S. La ruptura de la probeta por el martillo supone que ste pierde energa, de forma que no

    puede alcanzar despus del impacto una altura superior a aqulla desde la que se le dejcaer. Lo que se dice en el informe va en contra del principio de conservacin de la energa.

    23.-Dibuje el diagrama de esfuerzo-deformacin en un ensayo de traccin para un

    material de acero. Seale las zonas principales del diagrama y sus puntoscaractersticos. (Canarias.Jun 2002)

    24.-Es apto el ensayo Brinell para todos los materiales?. Por qu?. (Canarias.Jun2002)Este ensayo no es apto para materiales muy duros porque, en estos casos, la bola se

    deforma en exceso y deja una huella mayor de lo que debera.

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    25.-Qu se entiende por lmite elstico?. (Canarias.Jun 2002)

    Es el esfuerzo correspondiente al punto del diagrama de traccin a partir del cual lasdeformaciones en el material son permanentes. Es un punto difcil de determinar, por lo quese ha aceptado considerara como lmite elstico el punto cuya tensin corresponde a una

    deformacin permanente del 0.2%.

    26.-Una pieza de latn deja de tener comportamiento elstico para esfuerzossuperiores a 345 Mpa. Cul es la fuerza mxima que se le puede aplicar a unaprobeta de 150 mm2 de seccin, sin que se produzca deformacin plstica? Mdulo deelasticidad del latn 10.104 Mpa. (Canarias.Jun 2002)

    27.-Dados los siguiente mdulos de Young E1 = 2,4.104 Kp/cm2 y E2 = 1,2.105Kp/cm2 Cul de los dos presentar una mayor deformacin al ser sometido aunesfuerzo determinado?, Por qu? (Canarias.Jun 2002)

    28.-Qu fuerza soporta una barra de acero de 1 cm de dimetro que sufre una

    deformacin unitaria =510-4, si su mdulo de elasticidad es E=200 GPa.(Canarias.Jun 2003)

    29.-Cite al menos tres aspectos de los ensayos de Vickers considerados ventajosos conrelacin a los ensayos de Brinell. (Canarias.Jun 2003)Las ventajas que comporta el mtodo de Vickers son:

    se pueden utilizar tanto materiales duros como blandos.

    los grosores de las probetas pueden ser de hasta 0.05 mm.

    la marca es pequea y fcil de medir.

    las cargas de ensayo son pequeas: oscilan entre 1 kp y 120 kp.

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    30.-En un ensayo de resiliencia se utiliza un pndulo de Charpy provisto de unmartillo de 20 kg, que se deja caer desde una altura de 1 m. Despus de romper una

    probeta de 4 cm2 de seccin, sube hasta una altura de 45 cm. Cul es la resilienciadel material de ensayo?.(Canarias.Jun 2003)

    31.-En un ensayo de traccin de un material de acero se obtuvo, al trabajar pordebajo del lmite de proporcionalidad, que al incrementar el esfuerzo unitario en 50Mpa, la deformacin unitaria se incrementa en 210-4. Determine el mdulo deYoung de este material. (Canarias.Jun 2003)

    32.-El resultado de un ensayo de dureza de Brinell es 300 HB 10 500 20. Comentebrevemente el significado de los nmeros de esta expresin, indicando las unidades enque se miden. (Canarias.Jun 2003)

    300, es el nmero de dureza, que indica la presin que se aplica a la bola de acerotemplado que se comprime contra el material de ensayo. Esta presin es el cociente

    entre la fuerza aplicada a la bola y el rea de la huella que sta deja en el material de

    ensayo. Se mide en kp/mm2

    .

    HB, indica dureza Brinell, esto es, que se trata de un ensayo Brinell.

    10, dimetro de la bola de acero. Se mide en milmetros (mm).

    500, indica la fuerza que se aplica a la bola. Se mide en kilopondios (kp).

    20, indica el tiempo que se mantiene la bola presionada contra el material deensayo. Se mide en segundos (s).

    33.-Describa brevemente el procedimiento a seguir pararealizar un ensayo de resiliencia utilizando un pndulo deCharpy. Cmo se define la resiliencia?(Canarias.Jun 2003)

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    Un pndulo de Charpy consta bsicamente de un brazo que puede girar en torno del punto

    O, provisto de un martillo de masa m en forma de disco en su extremo A. En B se coloca la

    muestra de ensayo normalizada.El procedimiento a seguir en un ensayo de resiliencia consiste en dejar caer el brazo desde

    una altura H sobre la probeta situada en B. Como consecuencia del impacto, la probeta se

    rompe y el brazo pierde parte de su energa, por lo que asciende hasta una h menor que H.

    La resiliencia () se define como el cociente entre la energa que se invierte en provocar la

    rotura de la probeta () y el rea de sta en la seccin de rotura (A):

    34.- Se sabe que cuando el esfuerzo unitario () de una probeta de molibdeno vale 565MPa su deformacin unitaria () vale 1.74410-3. Cunto vale el esfuerzo unitario enMPa para una deformacin unitaria de valor 1.67510-3? (1 punto).(Canarias.Sep2008)

    35.- Qu carga, expresada en kp, se le aplic al punzn de diamante de un ensayoVickers si despus de 30 s, dej una huella de diagonal d=1.1 mm, y la dureza dio 184kp/mm2? Exprese la dureza segn la norma. Recuerde que el rea de la huella dediagonal d, que deja el punzn de diamante al penetrar la probeta es A=d2/1.8543. (1punto).(Canarias.Sep2008)

    36.-Para una determinada aleacin de molibdeno cuyo mdulo de elasticidad vale 324GPa, la zona no proporcional comienza al aplicarle una tensin o esfuerzo unitariosuperior a 565 MPa. Cul es la mxima fuerza que puede soportar una probeta de 12mm de dimetro sin alcanzar dicha zona? Cul es su deformacin unitaria en estecaso? (1 punto)(Canarias.Sep2008)

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    37.- En un ensayo de Brinell utilizando una bola de dimetro D=10 mm que deja unahuella (casquete esfrico) de profundidad f=0.764 mm se determina que la dureza delmaterial es de 125 kp/mm2. qu fuerza se aplica sobre la bola? Recuerde que el reaque deja la bola de un ensayo de Brinell viene dada por la expresin A=Df .(1

    punto).(Canarias.Sep2008)

    38.- Una probeta normalizada tiene una distancia entre sus puntos de referenciade100 mm, siendo su dimetro de 15 mm. Si se le aplica una carga de 16 kN, laseparacin entre sus puntos de referencia pasa a ser de 106 mm. Calcule el mdulo deelasticidad del material de la probeta en kp/mm2.(Canarias.Jun 2007)

    39.-En un ensayo de dureza Brinell, se aplican 29.43 kN durante 15 segundos a unabola de ensayo de 10 mm de dimetro. El rea del casquete esfrico produce esta bolaes de 1510-6 m2. Determine la dureza Brinell en kp/mm2 y su expresin normalizada.(Canarias.Jun 2007)

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    40.-Calcule la dureza Vickers, expresada segn la norma, teniendo en cuenta que unapunta piramidal de diamante deja una huella de diagonal d=0.45 mm, al aplicarle una

    fuerza de 50 kp durante 20 s. Recuerde que el rea de la huella de diagonal d que dejauna punta piramidal de diamante, al penetrar la probeta es A=d2/1.8543.(Canarias.Jun 2007)

    41.- La maza de 20 kg de un pndulo de Charpy se deja caer desde 1 m de alturasobre una probeta cuya seccin de rotura tiene un rea de 810-5m2. Despus de larotura, la maza sube hasta alcanzar una altura de 60 cm. Cunto vale la resilienciadel material?. Exprsela en J/mm2 (g=9.81 m/s2).(Canarias.Jun 2007)

    42.- La longitud de una probeta de 0.8 m, aumenta 2 mm al aplicarle una fuerza de100 kN.Qu dimetro, en milmetros, tiene la probeta?. Tenga en cuenta el punto A(510-4, 100) del diagrama de traccin adjunto para calcular el mdulo de elasticidad.(Canarias.Sept 2007)

    43.- Calcule la dureza Brinell de un material, en kp/mm2, si una bola de acero de 1.4cm de dimetro, sometida a una fuerza de 35 kN durante 20 segundos deja una huellade 55.22 mm2. Exprese la dureza segn la norma (g=9.81 m/s2). (Canarias.Sept 2007)

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    MAQUINAS

    1.-Un pequeo vehculo posee un motor de explosin cuyo rendimiento es del 30%para cierto rgimen de funcionamiento, en el cual, consume 9 l/h de combustible depoder calorfico 11000 Kcal/l. Determine:a) Potencia expresada en vatios y caballos de vapor. (1 punto).b) El par si el eje gira a 4500 r.p.m. (0.5 puntos).c) Asumiendo dicho rendimiento como el ideal, a qu temperatura, en C, seencontrar el foco caliente si el foco fro est a 27 C?. (1 punto).(Canarias.Junio 2005)

    a) Calculemos la potencia calorfica Q desprendida de la combustin,

    Q = 9 11000 103 4.18 = 413820000 J/h = 114950 WComo el rendimiento es = P / Q , despejando la potencia:

    P = Q =0.3 114950 = 34485 W = 47 CV

    b) Y como el par motor se relaciona con la potencia mediante: P=Mw, donde w es la

    velocidad angular del eje, despejando M, tenemosM = P/w = 34485/ (45002/60) = 73.18 Nm

    c) En este caso, despejando, TC = TF/(1-) =300/0.7 = 428.57 K = 155.57 C

    2.- Determine la variacin de energa interna en el Sistema Internacional, de unsistema que cede 560 cal y sufre una compresin isobrica, P = 1.5 Kp/cm2, de 0.7 l.(0.5 puntos). (Canarias.Junio 2005)

    U = Q - W= (-560 4.18) (J) - (- 1.5 9.8/10-4 0.7 10-3 ) (J) = -2340.8 + 102.9 = -2237.9 (J)

    3.-Dibuje el diagrama P-V del ciclo de Otto indicando qu procesos termodinmicostienen lugar. En cules de ellos se realiza trabajo?. (0.5 puntos).(Canarias.Junio 2005)

    El ciclo termodinmico que se muestra en la figura

    adjunta consta de 6 fases.

    La primera (1-2, Admisin) y la ltima (6-1, Escape)

    no se tienen en cuenta a efectos de clculo del

    motor, puesto que el trabajo producido en la fase 1-2

    se compensa con el consumido en la fase 6-1, con loque el balance total de estas dos fases es nulo. Las

    restantes fases son:

    2-3, Compresin: se cierra la vvula de admisin yempieza la compresin del fluido a expensas de un

    trabajo negativo W1. Se trata de un proceso de

    compresin adiabtica.

    3-4, Explosin: salta la chispa que provoca laexplosin de la mezcla de combustible y la

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    consecuente generacin de calor QA. Se trata de un proceso iscoro.4-5, Expansin: es en esta fase cuando se genera trabajo positivo W2 debido a la expansin delfluido que desplaza alcilindro. El trabajo neto producido en el ciclo ser W2-W1. Se tratade un

    proceso de expansin adiabtica.

    5-6, Expulsin: en esta fase, con la vlvula de escape abierta, sedesprende el calor QB, al desalojarlos gases calientes de la combustin el cilindro. Se trata de un proceso iscoro.

    Constructivamente los Otto llevan un sistema elctrico para provocar la inflamacin de la mezcla decombustible.

    4.- El motor de explosin de un grupo electrgeno, tiene un rendimiento ideal del25%. Sabiendo que el foco fro est a una temperatura de 22C, determine latemperatura del foco caliente. (0.5 puntos). (Canarias.Sept 2005)

    =1-TF/TC => TC = TF/(1-) TC= 295/0.75 = 393.3 K = 120.3 C

    5.-En la figura adjunta se muestra esquemticamente, una mquina trmica que tienesu foco caliente en el exterior o medio ambiente y su foco fro encierra el recinto deinters. Determine:a) De qu tipo de mquina se trata, justificando y deduciendo la ecuacin de laeficiencia real de la misma, obtenida a partir de los datos del esquema adjunto (1punto).b).-La eficiencia real, si representa el 20% de la ideal, siendo las temperaturasrespectivas de los focos: T1 = 22 C y T2 = 5 C. (0.5 puntos).c).-La energa que extrae del foco fro, as como el trabajo en cada ciclo, si entrega

    3000 kcal al medio ambiente. (1 punto).(Canarias.Sept 2005)

    a) Dado que consume un trabajo, queda descartado que

    sea un motor; ser una mquina frigorfica o una bombade calor. En el enunciado se indica que el foco fro

    encierra el recinto de inters, por lo tanto, es una

    mquina frigorfica. El objetivo de la misma es enfriarel foco fro a costa de un trabajo cclico, luego la

    eficiencia ser:

    Real=Q2/W.

    W+Q2-Q1=0 => W=Q1-Q2,Real = Q2 / (Q1 - Q2)=1/[(Q1/Q2)-1].

    b) La eficiencia ideal es Carnot = T2 /(T1 T2) Carnot = 278/17 = 16.35, luego la

    eficiencia real ser:

    real = 0.2Carnot = 0.216.35 = 3.27

    c) Del apartado a) se deduce que:

    Q2 = Q1[real / (real+1)] Q2 = 30000.7658=2297.4 kcalFinalmente puesto que W = Q1 - Q2 W = 702.6 kcal = 2943.9kJ.

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    6.- Un motor de cuatro cilindros desarrolla una potencia efectiva de 60 CV a 3500rpm. El dimetro de cada pistn es de 70 mm, la carrera de 90 mm y la relacin de

    compresin RC = 9:1. Calcule: (Canarias.Junio 2001)a) El volumen de la cmara de compresin.b) El par motor.c) El rendimiento efectivo si el motor consume 8 kg/h de un combustible con podercalorfico de 11483 kcal/kg.

    El volumen de la cmara de compresin (Vcc) es el comprendido entre la culata y el PMS;

    es el volumen residual cuando el pistn est en el punto ms alto de su trayectoria; se

    calcula a partir de la expresin de la relacin de compresin (cociente del volumen mximo

    entre el mnimo).

    En esta expresin, Vp es la cilindrada de un pistn que es el volumen comprendido entre

    los puntos extremos del desplazamiento alternativo del pistn (PMS y PMI). Est dada por

    a partir de la cilindrada podemos determinar Vcc

    b).- El par motor (M) se determina por la expresin que lo relaciona con la potencia. Lapotencia efectiva es la til (Pe=Pu), es decir, la que el volante de inercia entrega al

    embrague para propulsar el vehculo. Las revoluciones es la velocidad angular; hay queconvertir las unidades (los CV a W y las rpm a radianes por segundo)

    c).- El rendimiento efectivo () es el rendimiento del motor, la relacin entre la potencia

    generada (Pu) y la consumida por el motor (Pc); hay que convertir las unidades (las kcal a

    Julios, y las horas a segundos)

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    7.-Dibuje el ciclo ideal Diesel de cuatro tiempos e indique cada uno de los procesostermodinmicos que intervienen. (Canarias.Junio 2001)

    Tramo ab:Compresin adiabtica.Tramo bc: Expansin isobara. Hay absorcin de energadel combustible.

    Tramo ab:Expansin adiabtica.Tramo ab: Despresurizacin iscora. Hay cesin deenerga al ambiente.

    8.-Explique el concepto de rendimiento mecnico de una mquina y sus unidades.(Canarias.Junio 2001)

    El rendimiento mecnico de un motor es un parmetro adimensional que se utiliza para

    analizar la eficacia de la transformacin de energa trmica en mecnica. Se calcula como

    el cociente entre la potencia efectiva del motor y la potencia indicada.

    9.-Explique las transformaciones de energa que se producen en una mquinafrigorfica y en una bomba de calor e indique en qu elemento de cada sistema seproducen estas transformaciones. (Canarias.Junio 2001)

    En una mquina frigorfica consisten en un

    compresor que comprime el gas refrigerante

    (amoniaco o carbnico), al elevar su presineleva su temperatura (conversin de energa

    mecnica en trmica) de forma que circula a

    alta presin hasta el condensador en los que

    experimenta una refrigeracin

    transformndose en lquido.

    Posteriormente el lquido llega a una vlvula de expansin donde al sufrir un violentodescenso de presin se evapora rpidamente de forma que disminuye su temperatura. El gascircula por la cmara provocando su enfriamiento y retorna al compresor por aspiracin de

    ste, para iniciar, de nuevo, el ciclo.

    El objetivo de una bomba de calor consiste en aportar calor a un recinto que se encuentra a

    una determinada temperatura desde un foco cuya temperatura en inferior, de forma que para

    esto es necesario el aporte de trabajo. Una bomba de calor funciona exactamente igual que

    una mquina frigorfica que opera entre una temperatura del foco fro igual a la delambiente y una temperatura del foco caliente superior.

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    10.-Una mquina frigorfica trabaja entre dos focos de calor que estn a 10C y 25Cde temperatura. El rendimiento de la mquina es la cuarta parte del rendimiento del

    ciclo ideal de funcionamiento. Si la mquina cede a la fuente caliente 2.600 julios.Calcule:

    a) El rendimiento del frigorfico.

    b) Cunta energa extrae del foco fro.

    c) El trabajo ejercido por el compresor sobre el sistema.

    (Canarias.Sep 2000)

    Solucin

    a) La eficiencia de la mquina frigorfica ideal ser:

    b) A partir de la definicin de eficiencia de una mquina frigorfica general, obtenemos laenerga extrada del foco fro

    c) Por tanto, el trabajo realizado por el compresor sobre el sistema ser

    11.-En la figura se muestra el ciclo de un motor de

    combustin interna de cuatro tiempos y de cuatrocilindros. (Canarias.Sep 2000)

    a) Calcule la cilindrada. Determine la relacinvolumtrica de compresin.

    b) Si el dimetro del pistn es de 120 mm Cunto es sucarrera?.

    c) Indique el tipo de proceso termodinmico en cadatiempo sealando la transferencia positiva y negativa decalor y trabajo.

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    Datos: V1=163.6 cm3, V2=1636 cm3,

    a) Cilindrada:

    Relacin de compresin:

    b) Carrera:

    c) Proceso a - b: Compresin adiabtica.

    Proceso b - c: Expansin isobara. Hay absorcin de energa del combustible.

    Proceso c - d: Expansin adiabtica.

    Proceso d - a: Despresurizacin iscora.Hay cesin de energa al ambiente

    12.-Un sistema frigorfico, con rendimiento del 20% del ciclo de Carnot inverso, seutiliza para mantener una temperatura de foco fro de -25 C, siendo la temperaturaambiente de 20 C. Sabiendo que se ceden 2250 cal al foco caliente, determine:(Canarias.Sep 2003)

    a.-La eficiencia de la mquina frigorficab.-La energa que extrae del foco fro (en caloras y julios)c.-Si el compresor elctrico que realiza el trabajo posee un rendimiento del 80%, quenerga, en julios, necesita para completar cada ciclo?

    Por definicin, la mquina frigorfica extrae QF unidades de energa del foco fro (interior),a costa de un trabajo externo sobre el sistema (compresor), y cede QC unidades de energaal foco caliente (ambiente) con una eficiencia determinada. Es decir:

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    El compresor debe realizar un trabajo neto

    dado que posee un rendimiento del 80%, necesitar una energa total de:

    13.-Un motor Diesel de cuatro tiempos que trabaja a plena carga consume 7 litros degasleo por hora. El poder calorfico del combustible 11500 Kcal/Kg y su densidad 0.8

    Kg/l. Si el rendimiento del motor es del 32%, determine, (Canarias.Jun 2002)a) El trabajo realizado por el motor en 30 minutos.b) La energa disipada en una hora.c) La potencia til en el eje.

    El trabajo se obtendr a partir de la definicin de rendimiento de un motor trmico

    para lo que es necesario conocer el calor absorbido por el motor. Para calcularlo primero

    determinaremos primero la masa de combustible consumido en 30 minutos

    a partir de este dato es sencillo obtener el calor absorbido a partir del poder calorfico del

    combustible

    con lo que finalmente

    b)

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    Como suponemos que la potencia del motor es constante podemos calcularla a partir del

    trabajo realizado en una hora que ser:

    con lo que la potencia ser:

    14.-Un recinto se quiere mantener a una temperatura constante de 10 C recurriendo

    a un sistema de refrigeracin por compresin de vapor. La temperatura ambiente esde 40 C y el ciclo lo realiza un sistema que tiene un compresor con un rendimiento del85%, un evaporador con 92%, un condensador con el 95 % y una vlvula deexpansin con el 98%. (Canarias.Jun 2002)a) Dibuje el ciclo en un diagrama P-V y explique cada una de los procesostermodinmicos que intervienenb) Calcule el flujo de calor extrado del recinto sabiendo que el compresor consume2.2 Kw.

    a).-Supondremos que el sistemas de refrigeracin sigue el ciclo ideal de Carnot, que consta

    de los siguiente procesos:

    1-2: El fluido refrigerante en fase de vapor secomprime adiabticamente aumentando sutemperatura. Este proceso se realiza a expensas del

    trabajo W que consume el compresor.

    2-3:El refrigerante entra en el condensador donde, atemperatura constante, cede calor (QA) entregndolo a

    la fuente e mayor temperatura hasta que el

    refrigerante pasa a fase lquida.

    3-4: Se reduce la presin del refrigerante al hacerlopasar por un tubo capilar, de forma que a la salida el refrigerante est en fase lquida a baja

    presin. Este proceso se realiza sin intercambio de calor con el exterior (proceso

    adiabtico).4-1:El lquido refrigerante a baja presin pasa por el evaporador, absorbiendo calor de losalrededores con los que interacta (regin de temperatura TB que se desea refrigerar). El

    refrigerante absorbe calor pues tiende a regresar a su estado de equilibrio (fase de vapor).

    Este proceso cierra el ciclo y se realiza isotrmicamente: el refrigerante no vara su

    temperatura, utiliza todo el calor absorbido nicamente para variar su estado.

    b).-Supondremos que, adems de las irreversibilidades del ciclo, slo se tendrn en cuenta

    desviaciones del ciclo ideal por rendimiento de los elementos del circuito.

    La eficiencia mxima del ciclo sera la de un ciclo de Carnot que viene dada por

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    que por definicin es:

    a partir de los datos de problema podemos calcular las magnitudes reales:

    c).- Para calcular la eficiencia del ciclo real hemos de conocer la el trabajo realproporcionado por el compresor que ser

    15.- Escriba la expresin del rendimiento de un ciclo de Carnot y explique sus

    implicaciones.(Canarias.Jun 2003)

    La expresin del rendimiento en un ciclo de Carnot es:

    siendo TFF y TFC las temperaturas del foco fro y del caliente, respectivamente. A partir de

    esta expresin vemos que el rendimiento de una mquina de Carnot slo depende de lastemperaturas de los focos y que necesariamente debe tener u valor menor que 1. Ademsconstituye una cota mxima al rendimiento de una mquina trmica que trabaje entre los

    mismos focos.

    16.-Describa brevemente los componentes de una mquina trmica, indicando losprocesos termodinmicos que tienen lugar en cada uno de ellos. (Canarias.Jun 2003)

    Una mquina trmica consta de un foco fro, un foco caliente y un sistema auxiliar que es elque realiza (o sobre el que se realiza en el caso de las mquinas frigorficas) el trabajo.

    En un motor trmico, se extrae energa en forma de calor de un coco caliente que se utiliza

    para realizar trabajo cediendo la energa no aprovechada en forma de calor al foco fro.

    En una mquina frigorfica, se extrae energa en forma de calor del foco fro a costa de una

    trabajo externo. Cediendo la energa no aprovechada en forma de calor al foco caliente.

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    17.-Dibuje el ciclo termodinmico (diagrama PV) terico deun motor Otto e indique en qu procesos recibe o cedeenerga. (Canarias.Jun 2003)

    Tramo ab: Compresin adiabtica.Tramo bc: Explosin isocora. Hay absorcin de energa del

    combustible.

    Tramo cd: Expansin adiabtica.

    Tramo da: Despresurizacin iscora. Hay cesin de energa alambiente.

    18.-Describa brevemente los componentes de un motor trmico, indicando losprocesos termodinmicos que tienen lugar en cada uno de ellos. (Canarias.Jun 2003)

    Una mquina trmica consta de un foco fro, un foco

    caliente y un sistema auxiliar que es el que realiza eltrabajo.

    En un motor trmico, se extrae energa en forma de calor

    de un coco caliente que se utiliza para realizar trabajo

    cediendo la energa no aprovechada en forma de calor al

    foco fro.

    19.-Dibuje el ciclo ideal de un motor Diesel de cuatro tiempos(diagrama P-V). Indique los procesos termodinmicos que tienenlugar y diga si en los mismos se cede o absorbe energa. (0.5 puntos)(Canarias.Sep2008)

    Tramo 12: Compresin adiabtica (Q=0)

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    Tramo 23: Expansin isbara (P=cte)Se produce la combustin de la mezcla (la mezcla se autoinflama a medida que se

    introduce el combustible por los inyectores), cediendo un calor de combustin.Tramo 34: Expansin adiabtica (Q=0)Se realiza un trabajo positivo.

    Tramo 41: Despresurizacin iscora (V=cte).Hay cesin de energa (en forma de calor) al ambiente.

    20.-Qu motor tiene mayor relacin de compresin eficaz, un motor de dos tiempos oun motor de cuatro tiempos? (0.5 puntos)(Canarias.Sep2008)La relacin de compresin es:

    Siendo Vu el volumen entre el PMI y el PMS (o cilindrada

    unitaria) y VC el volumen de la cmara de combustin,Si los cilindros y los pistones soniguales, la relacin de compresin no vara (puesto que slo depende de V uy VC).

    21.- Dibuje el diagrama P-V de un motor de Carnot que trabaja con un gas ideal.Explique con brevedad, las transformaciones termodinmicas que componen el ciclo eindique en cules se produce absorcin o cesin de energa. (Canarias.Sep2008)

    El ciclo de Carnot est compuesto por los siguientes procesos1. Compresin isoterma (absorcin de energa del foco caliente)

    2. Compresin adiabtica (no absorbe ni cede energa)

    3. Expansin isoterma (se realiza trabajo)

    4. Expansin adiabtica (se realiza trabajo)

    22.- Dibuje el ciclo ideal de un motor Diesel de cuatro tiempos (diagrama P-V).Indique los procesos termodinmicos que tienen lugar y diga si en los mismos se cedeo absorbe energa. (0.5 puntos)(Canarias.Jun 2007)

    El ciclo termodinmico que se muestra en la figura adjunta

    consta de 6 fases. La primera (1-2, Admisin) y la ltima (6-1,Escape) no se tienen en cuenta a efectos de clculo del motor,

    puesto que el trabajo producido en la fase 1-2 se compensa conel consumido en la fase 6-1, con lo que el balance total de estas

    dos fases es nulo. Las restantes fases son:

    2-3, Compresin adiabtica (Compresin): se cierra la vlvulade admisin y comienza la compresin del aire al desplazarse elpistn desde el PMI hasta el PMS a expensas de un trabajo

    negativo W1. La presin del aire aumenta drsticamente y ste

    alcanza altas temperaturas.

    3-4, Expansin isbara (Explosin): el combustible pulverizadoque se inyecta en contacto con el aire caliente se inflama, generndose un trabajo W2. En esta fase,

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    a su vez, la mezcla de gases recibe un calor QA procedente de la inflamacin del combustible alentrar en contacto con el aire caliente.

    4-5, Expansin adiabtica (Expansin): es en esta fase se genera un trabajo positivo W3 debido ala expansin de los gases de la combustin que desplazan al pistn hasta el PMI. El trabajo total

    producido en el ciclo ser W3+W2-W1.

    5-6, Descompresin iscora (Escape): en esta fase, con la vlvula de escape abierta, se cede uncalor QB a la atmsfera (foco fro), al desalojar los gases calientes de la combustin el cilindro.

    23.-Dibuje el ciclo terico de un motor de Carnot de un gas ideal, explicandobrevemente las transformaciones termodinmicas que lo componen y si se produceabsorcin o cesin de energa. (Canarias.Jun 2007)

    El ciclo de un motor de Carnot consta de dos

    transformaciones adiabticas (2-3, 4-1) y dostransformaciones isotrmicas (1-2, 3-4).

    12: Expansin isotrmica. El gas absorbe un calor

    Q1 desde el foco caliente (a temperatura T1), yrealiza trabajo sobre el exterior, aumentando su

    volumen desde V1 hasta V2. Al mantenerse

    constante la temperatura, no vara la energa interna,

    por lo que el calor absorbido es igual al trabajo

    realizado en la expansin. El valor del calorabsorbido es

    23: Expansin adiabica. El gas realiza trabajo sobre los alrededores aumentando su

    volumen desde V2 hasta V3, a expensas de su energa interna, disminuyendo su

    temperatura desde T1 a T2. El valor del trabajo realizado es

    En esta transformacin el gas ni absorbe ni cede calor.

    34: Compresin isotrmica. El gas cede un calor Q2 al foco fro, mientras que los

    alrededores realizan trabajo sobre l, disminuyendo su volumen desde V3 a V4. Al

    mantenerse constante la temperatura, no vara la energa interna, por lo que el calor cedido

    es igual al trabajo que los alrededores realizan en la compresin. El valor del calor cedido

    es:

    41: Compresin adiabica. Los alrededores realizan trabajo sobre el sistema

    disminuyendo su volumen desde V4 a V1, lo que implica que aumenta su energa interna, y

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    25.-Describa los componentes de una mquina frigorfica real e indique cules son susfunciones, as como los procesos termodinmicos que ocurren en los mismos.

    (Canarias.Sept 2007)

    UNIVERSIDAD DE JAEN: EXAMENES Y ORIENTACIONES.http://www.ujaen.es/serv/acceso/selectividad/orientaciones.htm

    TEORIA/CUESTIONES Y PROBLEMAS RESUELTOS (MUY COMPLETO.)

    http://www.juntadeandalucia.es/averroes/ies_sierra_magina/d_tecnologia/LIBRO/select.htm

    EXAMENES ACCESO A LA UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA:

    http://wzar.unizar.es/Servicios/acceso/logse/examenes/examenes.htm