Examen de Tecnología e Ingeniería II PAU Andalucía 2024 · Extraordinaria Suplente

Ejercicio 1

En un ensayo Charpy el péndulo de $30\text{ kg}$ de masa asciende $60\text{ cm}$ después de golpear y romper una probeta. Dicha probeta es de sección cuadrada de $10\text{ mm}$ de lado y tiene una entalla en forma de U de $2\text{ mm}$ de profundidad. La resiliencia obtenida es $147{,}15\text{ J/cm}^2$.

a)

Determinar la energía total absorbida por la probeta en el ensayo [1 punto].

b)

Calcular la altura desde la que se dejó caer el péndulo [1 punto].

c)

Explicar en qué consisten los tratamientos térmicos de temple y de revenido [0,5 puntos].

Ejercicio 2

Se realiza un ensayo de tracción para estudiar las características de una varilla cilíndrica de acero de $120\text{ mm}$ de longitud a la que se le somete a una carga de $40\text{ kN}$ y provoca un alargamiento elástico de $5\text{ mm}$ (Módulo de elasticidad $E = 250\text{ GPa}$).

a)

Calcular la deformación unitaria y la tensión (1 punto).

b)

Calcular el diámetro de la varilla (1 punto).

c)

En el ensayo de tracción, definir límite de elasticidad y zona de proporcionalidad (0,5 puntos).

Ejercicio 3 - Máquinas térmicas

Ejercicio 3

Una bomba de calor ideal se utiliza para mantener la temperatura de un local a 24 °C cuando la temperatura exterior es -2 °C. El calor suministrado al local es $12\cdot 10^9\text{ J}$ en 8 horas de funcionamiento.

a)

Calcular la potencia del compresor para que la bomba funcione en las condiciones indicadas [1 punto].

b)

Calcular el calor absorbido del foco frío en $1\text{ hora}$ de trabajo, si la eficiencia real fuera el $50\,\%$ de la ideal [1 punto].

Ejercicio 3 - Motores térmicos

Ejercicio 3

Una bomba de calor ideal se utiliza para mantener la temperatura de un local a 24 °C cuando la temperatura exterior es -2 °C. El calor suministrado al local es $12\cdot 10^9\text{ J}$ en 8 horas de funcionamiento.

c)

Dibujar el diagrama P-V del ciclo teórico de un motor Diésel, indicando el sentido del recorrido durante un ciclo del funcionamiento del motor. Nombrar cada una de las transformaciones que lo componen [0,5 puntos].

Un motor Otto de cuatro cilindros con una relación de compresión 10:1 y un volumen de la cámara de combustión de $25\text{ cm}^3$ alcanza un par máximo de $350\text{ Nm}$ a $2500\text{ rpm}$ consumiendo $12\text{ l/h}$ de un combustible de densidad $0{,}85\text{ kg/l}$ y poder calorífico $41400\text{ kJ/kg}$.

a)

Calcular la cilindrada total y la carrera del cilindro sabiendo que esta es 1,5 veces mayor que su diámetro.

b)

Calcular el rendimiento del motor cuando trabaja a par máximo.

Un motor Otto de cuatro cilindros con una relación de compresión 10:1 y un volumen de la cámara de combustión de $25\text{ cm}^3$ alcanza un par máximo de $350\text{ Nm}$ a $2500\text{ rpm}$ consumiendo $12\text{ l/h}$ de un combustible de densidad $0{,}85\text{ kg/l}$ y poder calorífico $41400\text{ kJ/kg}$.

c)

Explicar cómo afecta el aumento de temperatura del foco caliente en el rendimiento de un motor térmico y en la eficiencia de una máquina frigorífica, suponiendo constante la temperatura del foco frío.

Uno de los dos pistones de una prensa hidráulica tiene una sección de $5\text{ cm}^2$. Sobre este pistón se ejerce una fuerza de $98\text{ N}$.

a)

Calcular la sección del otro pistón si se pretende levantar un peso de $3920\text{ N}$ (1 punto).

b)

Calcular el desplazamiento del pistón más grande si el pequeño baja $0,1\text{ m}$ al aplicar la fuerza indicada de $98\text{ N}$ (1 punto).

c)

Explicar cómo puede ser el régimen de circulación de un fluido y cómo se determina (0,5 puntos).

Ejercicio 6

El diámetro del émbolo de un cilindro neumático de doble efecto es $75\text{ mm}$ y el del vástago $25\text{ mm}$. La presión del aire es $500\text{ kPa}$.

a)

Calcular el valor de la fuerza del vástago en la carrera de avance [1 punto].

b)

Calcular el valor de la fuerza del vástago en el retroceso [1 punto].

c)

Indicar la función de la unidad de mantenimiento en una instalación neumática [0,5 puntos].

Para el circuito de puertas lógicas de la figura:

a)

Obtener la tabla de verdad y la ecuación lógica $S$ en función de las variables $A$, $B$, $C$ y $D$ (1 punto).

A · B · C · D · S

b)

Simplificar la función $S$ mediante el método de Karnaugh e implementarla haciendo uso de puertas lógicas (1 punto).

Ejercicio 7

c)

En un sistema de control, ¿cuál es la función del comparador o detector de error? Indicar en qué tipo de sistemas de control se utiliza (0,5 puntos).

Ejercicio 8

Una función booleana $F$ de cuatro variables $A$, $B$, $C$ y $D$, debe tomar el valor '1' cuando el número decimal correspondiente al binario $ABCD$ sea un número primo mayor o igual que 5 y el valor '0' en el resto de los casos.

a)

Obtener la tabla de verdad y la función lógica correspondiente en forma canónica [1 punto].

Decimal · $A$ · $B$ · $C$ · $D$ · $F$

b)

Simplificar dicha función lógica mediante el método de Karnaugh e implementarla mediante puertas lógicas [1 punto].

Sube la foto del mapa de Karnaugh con las agrupaciones y la implementación con puertas lógicas:

Una función booleana $F$ de cuatro variables $A$, $B$, $C$ y $D$, debe tomar el valor '1' cuando el número decimal correspondiente al binario $ABCD$ sea un número primo mayor o igual que 5 y el valor '0' en el resto de los casos.

c)

Indicar qué es un termistor y para qué se utiliza (0,5 puntos).