Examen de Tecnología e Ingeniería II PAU Murcia 2025 · Extraordinaria

CUESTIÓN IA1 (1,25 puntos) Responder a las siguientes cuestiones sobre diagramas de equilibrio de fases

En la figura adjunta se muestra el diagrama de equilibrio de fases de una aleación de dos metales (A) y (B). Se pide:

a)

Indicar las líneas características, las temperaturas de solidificación de cada uno de los metales en estado puro, y las fases presentes en cada una de las zonas (0,25 puntos)

b) Para una aleación 60% A - 40% B, indicar:

b.1)

Número de fases a las temperaturas 1050°C, 1150°C y 1250°C (0,25 puntos)

b.2)

Si para alguna de las temperaturas anteriores se tiene mezcla de fases líquida y sólida, indicar cuál es el porcentaje de cada fase (0,5 puntos)

b.3)

Calcular la composición de la aleación (porcentaje de cada metal) tanto en la fase líquida como en la fase sólida para la temperatura del apartado anterior (0,25 puntos)

CUESTIÓN IA2 (1,25 puntos) Responder a las siguientes cuestiones sobre diagramas $\sigma - \epsilon$

En la figura adjunta se representan gráficamente los diagramas de tracción de un acero, antes y después de aplicarle un tratamiento térmico de temple. Se pide:

a)

Indicar los puntos y zonas características del acero templado. [0,25 puntos]

b)

Explicar en qué consiste el tratamiento térmico de temple, que propiedades mecánicas se pueden cuantificar mediante un ensayo de tracción, y como afecta el temple a dichas propiedades. [0,25 puntos]

Una probeta del acero original (sin templar) de sección circular de $25\text{ mm}$ de diámetro y $250\text{ mm}$ de longitud se somete a un ensayo de tracción y se obtienen deformaciones elásticas hasta una fuerza de $15\text{ kN}$. Al seguir aumentando la fuerza de tracción aplicada, se mide una fuerza máxima de rotura de $25\text{ kN}$. Se pide:

c.1)

c.2)

Considerando que la tensión límite elástica es igual a la proporcional y que el módulo de Young es $100\text{ GPa}$, obtener la deformación límite elástica en % y en mm [0,25 puntos]:

%

c.3)

APARTADO IB. CUESTIÓN IB1 [1,25 puntos]

Responder de forma breve y concisa a las siguientes cuestiones sobre circuitos frigoríficos:

a)

Explicar el funcionamiento de un motor térmico según un ciclo ideal de Carnot, y representarlo gráficamente en un diagrama $p-v$. [0,75 puntos]

b)

Definir el rendimiento en un motor térmico según el ciclo de trabajo del apartado anterior, y evaluarlo para un motor que opera entre $150\,^\circ\text{C}$ y $800\,^\circ\text{C}$. [0,5 puntos]

APARTADO IB. CUESTIÓN IB2

CUESTIÓN IB2 (1,25 puntos). Responder de forma breve y concisa a las siguientes cuestiones sobre motores térmicos.

a)

Explicar el funcionamiento de un motor de combustión interna alternativo (MCIA) de 2 tiempos (2T). (0,75 puntos)

b)

Explicar las diferencias básicas entre un motor de combustión interna alternativo (MCIA) de 2 tiempos (2T) y de 4 tiempos (4T). (0,5 puntos)

EJERCICIO II.1 (2,5 puntos) Cálculo de fuerzas cortantes y momentos flectores en vigas simples. Se quiere analizar una viga empotrada en voladizo que forma parte de una estructura. Se pide, para los datos indicados en la figura adjunta, calcular:

a)

Las reacciones en el extremo empotrado A. (0,75 puntos)

b)

La ecuación de fuerzas cortantes y momentos flectores en cada tramo de la viga en función de la coordenada "x" (según se indica en la figura). (1,25 puntos)

Tramo 1 ($0 \le x < 2\text{ m}$):

Tramo 2 ($2\text{ m} < x \le 4\text{ m}$):

c)

Representar gráficamente ambas ecuaciones para cada tramo, e indicar en qué sección o tramo intermedio de la viga se tiene momento flector nulo. (0,5 puntos)

EJERCICIO II.2 (2,5 puntos). Análisis de sistemas de potencia fluida neumáticos. Se quiere analizar un sistema neumático cuyo circuito se representa en la figura adjunta mediante simbología normalizada. Se pide:

a)

Identificar y describir los siguientes componentes: 1A1, 2A1, 2V1, 2V2, y 1V1. [0,5 puntos]

b)

Explicar el funcionamiento del circuito, e indicar la secuencia de movimiento de ambos cilindros una vez que se actúe para iniciar el ciclo. [1 punto]

c)

Calcular la fuerza neta (o efectiva) que podría ejercer el vástago del cilindro 1A1 durante la extensión, si el diámetro del émbolo es $D=50\text{ mm}$, la presión de entrada al cilindro (en el lado del émbolo) es $7\text{ bar(rel)}$, la contrapresión en la cámara del vástago es nula, y la fuerza de rozamiento, al igual que la fuerza del muelle, representan cada una un $10\%$ de la fuerza neta de extensión. [0,5 puntos]

d)

Calcular el consumo de aire del cilindro 1A1 (en $\text{m}^3/\text{h}$ referido a condiciones normales), sabiendo que el sistema realiza 8 ciclos (extensión/retracción) por minuto, y que la carrera es $100\text{ mm}$. [0,5 puntos] Nota: Considerar que la presión atmosférica es 1 bar.

EJERCICIO II.3 (2,5 puntos) Análisis de circuitos de CA. Se quiere analizar un sistema eléctrico cuyo circuito simplificado es el representado en la figura adjunta. El sistema consta de dos bobinas acopladas en serie, una de inductancia fija $L_f$ y otra de inductancia regulable $L_r$, un condensador, y una resistencia. Se pide, calcular, para los datos indicados en la figura, y considerando inicialmente que $L_r = 0\text{ mH}$:

a)

La impedancia total equivalente del circuito, y expresarla en forma binómica y polar. ¿Es un circuito inductivo o capacitivo?. Obtener el ángulo de desfase y el factor de potencia. [1 punto]

Inductivo

Capacitivo

b)

Las intensidades: eficaz, máxima e instantánea. [0,5 puntos]

c)

La tensión eficaz entre los extremos de la resistencia, de la bobina y del condensador. Representar el diagrama fasorial de tensiones. [0,75 puntos]

d)

¿Se podía conseguir que el sistema se encuentre en "resonancia"?. Justificar la respuesta. En caso afirmativo, ¿Qué valor debe tener la inductancia regulable $L_r$? [0,25 puntos]

Sí

No

EJERCICIO II.4 (2,5 puntos) Diseño e implementación de un sistema electrónico combinacional con puertas lógicas. Se quiere diseñar un sistema electrónico mediante puertas lógicas para controlar la puesta en marcha del motor de un puente grúa que se utiliza para desplazar cargas pesadas en una empresa. El motor se pondrá en marcha dependiendo de la combinación de 3 variables M, P, T según se indica a continuación:

Siempre que el sensor “M” que detecta la presencia de operarios en la zona de operación del puente grúa esté desactivado, y simultáneamente se actúe sobre el pulsador manual de puesta en marcha del motor “P”. Indistintamente de la activación o no del sensor “T” que detecta si el puente grúa tiene una carga suspendida

Adicionalmente el motor del puente grúa también se pondrá en marcha al actuar sobre el pulsador “P”, aunque haya operarios en la zona de operación (sensor “M” activado), siempre que no haya ninguna carga suspendida del puente grúa (sensor “T” desactivado)

Se pide, obtener:

a)

La tabla de verdad y la función lógica de salida en su segunda forma canónica desarrollada y compacta (0,75 puntos)

Dec

Entradas

Salida

M

P

T

F

b)

Representar la tabla de verdad en un “mapa de Karnaugh” y obtener la función lógica simplificada en forma de “Maxterms”. (1 punto)

M P \ T

0

1

00

01

11

10

c)

Diseñar el circuito lógico utilizando el “mínimo” número de puertas lógicas NOR de dos entradas y simbología normalizada ANSI-IEEE. Indicar la salida en cada puerta lógica del circuito diseñado. (0,75 puntos)