Tecnologia Industrial I Institut Bellvitge Departament de Tecnologia

Energia, Treball i Potència Av. Amèrica, 99 - 08907 L'Hospitalet de Llobregat tecbell@gmail.com - http://tecnobloc.wordpress.com

01. Per mantenir sensiblement constant la temperatura d'un producte durant el transport,

s'embala en un contenidor de poliestirè expandit (EPS o porexpan) de densitat ρ = 0,05 kg/dm3.

Aquest contenidor és cúbic d'aresta exterior Lext = 400 mm i, centrat a l'interior, deixa un volum també cúbic d'aresta Lint = 200 mm. Quin és el seu pes?

02. Quant de temps trigarà una bomba d’aigua de 8 CV en elevar 1.000 L fins a un dipòsit situat

a 50 m d’alçada? 03. Hem trigat 1 minut a aixecar una galleda amb 5 L d’aigua des del terra fins a una alçada de

10 m. Per fer-ho, hem exercit una força pràcticament igual al pes de l’aigua, perquè el pes de la galleda és pràcticament nul. a) Quant val el treball què hem fet? b) Quina ha estat la potència què hem desenvolupat?

04. Una grua aixeca un cos de 500 kg a 12 m en 0,25 min, vencent una força de fregament de

200 N. Calcula: a) La força que fa el cable de la grua per pujar la càrrega. b) El treball realitzat. c) La potència desenvolupada.

1 cal = 4,18 J

05. Des d’un helicòpter es llança un objecte de 2 kg quan es troba a una altura de 100 m. Calcula l’energia mecànica, cinètica i potencial d’aquest objecte: a) Abans de llançar-lo b) A 10 m del terra c) Quan impacta amb el terra d) Ets capaç d’esbrinar amb quina velocitat impactarà l’objecte amb el terra?

06. Calcula les equivalències següents, les quals es refereixen a treball (o energia) i a potència

A quants kW equivalen 10 CV? A quants CV equivalen 1.500 W? A quants J equivalen 100 Wh? A quants kJ equivalen 8 kWh? A quants MWh equivalen 867 Gcal? A quants J equivalen 456 kWh? A quantes cal equivalen 100 CVh? A quantes kcal equivalen 10 kJ? A quantes cal equivalen 4 kWh?

07. Quina energia consumeix una bombeta de 100 W si està encesa durant tot un dia? Expressa

el resultat en unitats d’energia elèctrica, què és la què consumeix la bombeta. 08. Quina és l’energia que ha de cedir una bateria de 9 V per fer funcionar un motor elèctric de

manera que pel circuit circuli una intensitat de 250 mA durant 3 hores? 09. Un calefactor elèctric domèstic consumeix una potència de 2.000 W.

a) Quina intensitat de corrent el travessarà? Recorda quina és la tensió de la xarxa domèstica.

b) Quina energia haurà consumit al cap de 10 hores d’estar funcionant? c) Quin és el cost d’aquesta energia, suposant que el preu del kWh és 0,09 €?

10. Volem construir una màquina per aixecar caixes de 5 Tn a una alçada de 15 m, a un ritme

d’1 caixa cada 2,5 min. Si sabem que, per construcció, la màquina no podrà superar el 90% de rendiment: a) Quin ha de ser el seu treball útil? b) Quina ha de ser la seva potència útil? c) Quina potència ha de consumir la màquina?

11. Una escala mecànica eleva a 2,5 m d’alçada 5.000 persones per hora. Calcular la potència

necessària del motor sabent què el sistema té un rendiment mecànic del 90%. Podem prendre 60 kg com a pes mitjà d’una persona.

12. Al menjador de casa tenim una làmpada amb tres bombetes incandescents de

100 W enceses una mitjana de 3 hores al dia. Si les canviem per tres bombetes fluorescents que donin una llum similar, quants diners estalviarem al mes?

Cal investigar:

a) Quina potència ha de tenir una bombeta fluorescent per donar la mateixa llum que una incandescent de 100 W.

b) Quin és el preu real del kWh, segons la darrera factura elèctrica.

ANNEX. Unitats de mesura

Unitats de Treball i Energia

Sistema Internacional Joule (J)

1 J = 1 N · 1 m

Sistema Tècnic kilpondímetre (kpm) 1 kpm = 1 kp · 1 m

1 J = 9,8 kpm

Sistema CGS erg

1 erg = 1 dina · 1 cm 1 J = 107 erg

Altres Unitats kilowatt-hora (kWh) caloria (cal)

1 kWh = 3.600.000 J 1 cal = 4,18 J

Unitats de Potència

Sistema Internacional Watt (W)

1 W = 1 J / 1 s

Sistema Tècnic kpm/s 1 W = 9,8 kpm/s

Sistema CGS erg/s 1 W = 107 erg/s

Altres Unitats Cavall de vapor (CV) 1 CV = 736 W