Examen de Tecnología e Ingeniería II PAU Murcia 2025 · Ordinaria

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).

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 70% A - 30% B, indicar:

b.1)

Número de fases a las temperaturas de 1110°C, 1220°C y 1300°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 $\sigma - \varepsilon$

En la figura se representa gráficamente el diagrama de tracción de dos aleaciones metálicas Cu-Zn (Latón A y Latón B) con diferentes porcentajes de ambos componentes. El latón puede utilizarse, por su buena resistencia a la corrosión, para fabricar tuberías, válvulas, etc., requiriéndose también una elevada dureza y resistencia mecánica. Se pide:

a)

Indicar los puntos y zonas características de la aleación con mayor resistencia mecánica y dureza. Explicar en qué consiste el ensayo de dureza Vickers (0,25 puntos)

b)

Explicar en qué consiste el tratamiento térmico de recocido. Si al Latón B se le aplica este tipo de tratamiento ¿Cómo afectaría a su dureza? (0,25 puntos)

c) Una probeta de Latón A de sección rectangular de $25\text{ mm}$ de anchura, $6\text{ mm}$ de espesor y $250\text{ mm}$ de longitud se somete a un ensayo de tracción y se obtienen deformaciones elásticas hasta una fuerza de $2{,}5\text{ kN}$. Al seguir aumentando la fuerza de tracción aplicada, se mide una fuerza máxima de rotura de $5\text{ kN}$. Se pide, calcular:

c.1)

MPa

c.2)

Tomando que la tensión límite elástica es igual a la proporcional, y que el módulo de Young es $20\text{ GPa}$, obtener la deformación límite elástica en % y en mm (0,25 puntos)

%

mm

c.3)

MPa

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 una máquina frigorífica según un ciclo ideal de Carnot y representarlo gráficamente en un diagrama $p-v$. (0,5 puntos)

b)

Calcular la eficiencia o coeficiente de operación (COP) sabiendo que, las temperaturas de los focos frío y caliente son $5^{\circ}\text{C}$ y $40^{\circ}\text{C}$ respectivamente. (0,25 puntos)

c)

Enumerar los componentes de una instalación frigorífica y explicar su función. (0,5 puntos)

APARTADO IB

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

a)

Explicar el funcionamiento básico de un motor de combustión interna alternativo (MCIA) de encendido provocado (MEP). (0,5 puntos)

b)

Explicar que es el “diagrama indicado”. (0,25 puntos)

c)

Explicar las diferencias básicas entre un motor de combustión interna alternativo (MCIA) de encendido provocado (MEP) y otro de encendido por compresión (MEC). (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]

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 componentes: 1A1, 1B1, 1V1, 1V2, 1S2 y 0Z1. [0,5 puntos]

b)

Explicar el funcionamiento del circuito, y qué condiciones deben cumplirse para que el cilindro realice las carreras de extensión y retracción. [1 punto]

c)

Calcular la fuerza neta (o efectiva) que podría ejercer el vástago del cilindro durante la carrera de extensión, en función del diámetro del émbolo $D$, sabiendo que 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 representa un $10\%$ de la fuerza neta de extensión. [0,5 puntos]

d)

Calcular el consumo de aire del cilindro (en $\text{m}^3/\text{h}$ referido a condiciones normales), sabiendo que el sistema realiza 9 ciclos (extensión/retracción) por minuto, y que la carrera es $100\text{ mm}$. Particularizar el resultado considerando que el diámetro del émbolo es $50\text{ mm}$ y que el diámetro del vástago es $10\text{ mm}$. [0,5 puntos]

Nota: Considerar que la presión atmosférica es $1\text{ bar}$.

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. Razonar sobre si es un circuito inductivo o capacitivo, y obtener el ángulo de desfase y el factor de potencia. [1 punto]

b)

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

c)

Las potencias: aparente, activa, y reactiva. Representar el diagrama fasorial. [0,5 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 $L_r$?. [0,5 puntos]

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 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 primera 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 "Minterms". (1 punto)

$MP \backslash T$

0

1

00

01

11

10

c)

Diseñar el circuito lógico utilizando el "mínimo" número de puertas lógicas NAND de dos entradas y simbología normalizada ANSI-IEEE. Indicar la salida en cada puerta lógica del circuito diseñado. (0,75 puntos)