Examen de Tecnologia Industrial (PAU) - Sèries 1 i 5

I 54 flashcards i 36 preguntes més al document.

Text del document

Proves d'accés a la universitat Tecnologia industrial Sèrie 1 Ubicació del tribunal .............................................................................. Número del tribunal ............................................................................... Etiqueta de l'alumne/a Etiqueta de qualificació Etiqueta del corrector/a Qualificació TR Exercici 1 Exercici 2 Exercici 3 Exercici 4 Exercici 5 Exercici 6 Suma de notes parcials Qualificació final 2023 2 Responeu a QUATRE dels sis exercicis següents. Cada exercici val 2,5 punts. En el cas que respon- gueu a més exercicis, només es valoraran els quatre primers.

Podeu utilitzar les pàgines en blanc (pàgines 14 i 15) per a fer esquemes, esborranys, etc., o per a acabar de respondre a algun exercici si necessiteu més espai. En aquest últim cas, cal que ho indiqueu clarament al final de l'exercici corresponent. Exercici 1 Indiqueu la resposta correcta de cada qüestió. Responeu en la taula de la pàgina 3. En el cas que no indiqueu les respostes a la taula, les qüestions es consideraran no contestades. [2,5 punts] [En cada qüestió només es pot triar UNA resposta.

Qüestió ben contestada: 0,5 punts; qüestió mal contestada: –0,16 punts; qüestió no contestada: 0 punts.] Qüestió 1 Un rentaplats ha consumit 0,9 kW h d'energia elèctrica per a escalfar 11 L d'aigua des d'una temperatura ambient Tamb = 10 °C a una temperatura T = 70 °C. La calor específica de l'aigua és ce = 4,18 J/(g °C). El rendiment del rentaplats és a) 11,74 %. b) 27,59 %. c) 76,63 %. d) 85,15 %. Qüestió 2 Un vehicle utilitza gasoil de poder calorífic pc = 44,8 MJ/kg i densitat 0,85 kg/L. El motor té un rendiment del 32 %. Quin és el consum específic d'aquest motor dièsel?

a) 251,1 g/(kW h) b) 69,75 g/(kW h) c) 80,36 g/(kW h) d) 3,982 g/(kW h) Qüestió 3 El diàmetre interior d'un cilindre hidràulic de avanç retrocés doble efecte és de 60 mm, i el diàmetre de la tija és de 25 mm. Si s'alimenta amb un cabal d'oli de 9,3 × 10–3 m3 /min, quina és la seva velocitat de retro- cés? a) 3,289 mm/s b) 3,980 mm/s c) 54,82 mm/s d) 66,34 mm/s 3 Qüestió 4 La gestió de residus té associada una generació d'emissions a l'atmosfera de gasos amb efecte d'hivernacle (GEH) a causa de l'ús de combustibles fòssils, la combustió dels residus i la formació de metà per la fermentació de la matèria orgànica.

L'Oficina Catalana del Canvi Climàtic (OCCC) ha estimat un factor d'emissió, expressat en g CO2eq per kilogram de residu generat, que inclou totes les emissions directes i indirectes del procés complet de gestió. La taula següent recull els factors d'emissió per a cada tipus de fracció de residu. Fracció de residu Vidre Envasos Paper Matèria orgànica Resta Factor d'emissió 30,50 120,09 56,41 349,78 574,51 (g CO2eq / kg residu) Font: Oficina Catalana del Canvi Climàtic. Una família que anualment generava 525 kg d'envasos, en un any ha aconseguit reduir aquesta quantitat un 60 %. Quina reducció en emissions de GEH ha obtingut respecte a l'any anterior?

a) 25,22 kg CO2eq b) 37,83 kg CO2eq c) 63,05 kg CO2eq d) 88,27 kg CO2eq Qüestió 5 Les mesures nominals de la peça d'acer de la figura són a = 90 mm i b = 120 mm. Es fan mesuraments d'aquestes cotes amb un peu de rei i s'obtenen uns valors de 88,8 mm i 120,1 mm, respectivament. L'error relatiu del gruix de la peça és a) 0,9584 %. b) 0,4333 %. a b c) 4,333 %. d) 0,1301 %.

Taula de respostes: Espai de resposta per a l'alumne/a Qüestió 1 a b c d Qüestió 2 a b c d Qüestió 3 a b c d Qüestió 4 a b c d Qüestió 5 a b c d Espai per al corrector/a Puntuació de la qüestió 1 Puntuació de la qüestió 2 Puntuació de la qüestió 3 Puntuació de la qüestió 4 Puntuació de la qüestió 5 Total de l'exercici 1 4 Exercici 2 [2,5 punts en total] En la defensa d'un projecte acadèmic, el tribunal que valora si el treball és apte o no apte està format per quatre membres: president, secretari, vocal 1 i vocal 2. La decisió es pren per majoria i, en cas d'empat, preval el vot de qualitat del president.

Responeu a les qüestions que hi ha a continuació utilitzant les variables d'estat següents: vocal 1: v1 ={1: vot favorable 1: vot favorable 1: vot favorable ; vocal 2: v2 = 0: vot en contra { ; secretari: s= 0: vot en contra { ; 0: vot en contra 1: vot favorable president: p={ ; decisió: d= 0: vot en contra {1: treball apte . 0: treball no apte a) Elaboreu la taula de veritat del sistema. [1 punt] v1 v2 s p d 5 b) Determineu la funció lògica entre aquestes variables i, si escau, simplifiqueu-la. [1 punt] c) Dibuixeu el diagrama de portes lògiques equivalent.

[0,5 punts] 6 Exercici 3 d g P m = 2 kg d = 250 mm m h [2,5 punts en total] Una pantalla de projecció té una massa m = 2 kg a la part inferior per a mantenir-la sempre tibada. Un motor reductor de rendiment ηmot = 0,9 és l'encarregat de recollir la pantalla en el corró de diàmetre d = 250 mm, que es troba articulat amb el sostre al punt P. El punt inferior de la pantalla es desplaça verticalment des d'una altura h1 = 0,3 m fins a h2 = 2 m en t = 8 s, a veloci- tat constant. Si la massa de la resta d'elements és negligible, determineu: a) La potència elèctrica mitjana Pelèctr consumida pel motor reductor.

[1 punt] b) La velocitat angular de l'eix de sortida del motor reductor ωmot i el parell aplicat per aquest al tambor Γmot. [1 punt] 7 c) L'increment percentual, Inc, de la potència elèctrica si es volgués fer pujar la pantalla amb la meitat del temps. [0,5 punts] 8 Exercici 4 [2,5 punts en total] Un establiment turístic es planteja posar una estufa de pèŀlets o de gasoil per a cobrir una demanda energètica anual Econs = 15 000 kW h. L'estufa de pèŀlets té un rendiment ηpèl = 0,94 i la instaŀlació necessita una inversió inicial cinv_pèl = 7 000 €.

Pel que fa a la instal- lació de l'estufa de gasoil, l'estufa té un rendiment ηgas = 0,82 i la instaŀlació necessita una inversió inicial cinv_gas = 2 000 €. En ambdós casos el cost del manteniment anual s'estima en cmant_pèl = cmant_gas = 400 €. El poder calorífic del pèŀlet és pc_pèl = 4,8 kW h/kg i el seu preu cpèl = 0,4 €/kg. El poder calorífic del gasoil és pc_gas = 44,8 MJ/kg, la seva densitat ρ = 0,85 kg/L i el seu preu cgas = 1,3 €/L. Determineu: a) El cost energètic, en €/(kW h), d'utilitzar cadascun dels combustibles, cepèl i cegas. [1 punt] b) La massa de combustible necessària anualment per a satisfer la demanda energètica amb l'estufa de pèŀlets, mpèl.

[0,5 punts] 9 c) El volum de combustible necessari anualment per a satisfer la demanda energètica amb l'estufa de gasoil, Vgas. [0,5 punts] d) El temps, t, que hauria de transcórrer perquè el cost econòmic associat a les dues estufes s'iguali. Considereu que els preus es mantenen constants. [0,5 punts] 10 Exercici 5 [2,5 punts en total] La figura mostra un esquema simplificat d'una grua per a elevar caixes de fruita. La barra OBC, de longitud 2l = 4 m (essent B el seu punt mitjà), es troba articulada al terra al punt O. A l'extrem C s'hi pengen 3 caixes de fruita de 25 kg cadascuna (m = 75 kg). La massa de la resta d'elements és negligible.

La barra es mou mitjançant un cilindre hidràulic de diàmetre interior dint = 40 mm, que es troba articulat a P i a B. Els punts O i P es troben sobre la mateixa vertical a una distància l = 2 m. El cilindre permet modificar la coordenada φ, que pren valors entre 0° < φ < 65°. a) Dibuixeu el diagrama de cos lliure de la barra OBC. [0,5 punts] 11 b) Trobeu la relació entre les coordenades φ i α. [0,5 punts] Sabent que el cilindre hidràulic manté el sistema en equilibri i que φ = 30°, determineu: c) La força, Fc, que fa el cilindre hidràulic. [1 punt] d) La pressió relativa pint a l'interior del cilindre.

[0,5 punts] 12 Exercici 6 [2,5 punts en total] Una espremedora domèstica per a fer suc de taronja està formada per un motor elèctric de corrent continu d'imants permanents i un reductor d'engranatges, la sortida del qual fa girar la peça en forma de con que permet extreure suc de les taronges. El parell del motor és donat per l'expressió Γmot = (0,08U – 0,01ω) N m, en què U = 24 V és la tensió d'alimentació del motor i ω és la seva velocitat angular (en rad/s). La sortida del motor està connectada a l'entrada del reductor. Aquest està format per un pinyó de zp = 9 dents que engrana amb una roda dentada de zr = 62 dents.

a) Determineu la relació de transmissió τ = ωsortida/ωentrada del reductor. [0,5 punts] b) Dibuixeu, indicant les escales, la corba característica parell-velocitat del motor i deter- mineu-ne la velocitat de gir màxima, nmàx. [0,5 punts] 13 En règim nominal, el motor gira a nmot = 1 000 min–1 i té un rendiment η = 0,55. Per a aquesta situació, determineu: c) La intensitat I que circula pel motor. [1 punt] d) La velocitat angular ωcon de la peça en forma de con que extreu el suc de les taronges.

[0,5 punts] 14 [Pàgina per a fer esquemes, esborranys, etc., o per a acabar de respondre a algun exercici.] 15 [Pàgina per a fer esquemes, esborranys, etc., o per a acabar de respondre a algun exercici.] L'Institut d'Estudis Catalans ha tingut cura de la correcció lingüística i de l'edició d'aquesta prova d'accés Etiqueta de l'alumne/a Proves d'accés a la universitat Tecnologia industrial Sèrie 5 Ubicació del tribunal .............................................................................. Número del tribunal ...............................................................................

Etiqueta de l'alumne/a Etiqueta de qualificació Etiqueta del corrector/a Qualificació TR Exercici 1 Exercici 2 Exercici 3 Exercici 4 Exercici 5 Exercici 6 Suma de notes parcials Qualificació final 2023 2 Responeu a QUATRE dels sis exercicis següents. Cada exercici val 2,5 punts. En el cas que respon- gueu a més exercicis, només es valoraran els quatre primers. Podeu utilitzar les pàgines en blanc (pàgines 14 i 15) per a fer esquemes, esborranys, etc., o per a acabar de respondre a algun exercici si necessiteu més espai. En aquest últim cas, cal que ho indiqueu clarament al final de l'exercici corresponent. Exercici 1 Indiqueu la resposta correcta de cada qüestió.

Responeu en la taula de la pàgina 3. En el cas que no indiqueu les respostes a la taula, les qüestions es consideraran no contestades. [2,5 punts] [En cada qüestió només es pot triar UNA resposta. Qüestió ben contestada: 0,5 punts; qüestió mal contestada: –0,16 punts; qüestió no contestada: 0 punts.] Qüestió 1 La figura mostra la corba tensió-deformació obtinguda en un assaig de tracció. Quant val, aproximadament, el límit elàstic d'aquest material? [MPa] 300 200 100 0 0 0,005 a) 230 MPa b) 200 MPa c) 265 MPa d) 250 MPa Qüestió 2 Un cotxe emet 121 g de CO2 per kilòmetre recorregut. Disposa d'un dipòsit amb 60 litres de combustible i el consum mixt és de 4,6 L cada 100 km.

Quina és la petjada de diòxid de carboni que haurà emès a l'atmosfera quan hagi utilitzat el 90 % del combustible disponible? a) 142 kg CO2 b) 157,8 kg CO2 c) 30,06 kg CO2 d) 1,420 kg CO2 Qüestió 3 Un motor d'inducció trifàsic hexapolar es connecta a 230 V i 50 Hz. L'eix del motor gira a 940 min–1 . Determineu el lliscament en tant per u. a) 468,1 × 10–3 b) 63,83 × 10–3 c) 0,06 d) 0,88 3 Qüestió 4 En un circuit elèctric, es connecten en paraŀlel una resistència de 20 Ω i una altra de 30 Ω. Totes dues tenen una tolerància del ± 5 %. Entre quins valors es troba la resistència equivalent?

a) 11,40 Ω i 12,60 Ω b) 47,50 Ω i 52,50 Ω c) 49,50 Ω i 50,50 Ω d) 11,85 Ω i 12,09 Ω Qüestió 5 Es disposa d'un cilindre d'efecte simple que treballa a 0,7 MPa. El diàmetre de l'èmbol és de 40 mm i el diàmetre de la tija és de 25 mm. Quina força teòrica fa el cilindre en el procés d'avanç?

a) 536,0 N b) 343,6 N c) 123,7 N d) 879,6 N Taula de respostes: Espai de resposta per a l'alumne/a Qüestió 1 a b c d Qüestió 2 a b c d Qüestió 3 a b c d Qüestió 4 a b c d Qüestió 5 a b c d Espai per al corrector/a Puntuació de la qüestió 1 Puntuació de la qüestió 2 Puntuació de la qüestió 3 Puntuació de la qüestió 4 Puntuació de la qüestió 5 Total de l'exercici 1 4 Exercici 2 [2,5 punts en total] Un semàfor té un circuit de control d'errors que activa una alarma si els tres llums estan apagats o si com a mínim dos estan encesos a la vegada, tret que siguin el verd i el groc.

Responeu a les qüestions que hi ha a continuació utilitzant les variables d'estat següents: llum verd: v={1: encès 1: encès ; llum groc: g= 0: apagat { ; 0: apagat llum roig: r={1: encès 1: activada ; alarma: a= 0: apagat { . 0: desactivada a) Escriviu la taula de veritat del sistema. [1 punt] v g r a 5 b) Determineu la funció lògica entre aquestes variables i, si escau, simplifiqueu-la. [1 punt] c) Dibuixeu l'esquema de portes lògiques equivalent. [0,5 punts] 6 Exercici 3 [2,5 punts en total] Es volen instaŀlar petits aerogeneradors en una zona rural per a donar subministrament a una casa aïllada amb una demanda anual de Ecasa = 500 kW h.

En aquests aerogeneradors, el rotor es connecta directament al generador elèctric sense necessitat d'un multiplicador. El rendiment del generador és ηgen = 1/3. S'obté energia 14 hores al dia durant 250 dies l'any. Les gràfiques següents mostren la potència elèctrica generada Pútil d'un aerogenerador en funció de la velocitat del vent v i la potència a l'eix del rotor Protor en funció de la velocitat de gir n de les pales. Pútil [W] Protor [W] 80 300 60 200 40 100 20 0 3 3,5 4 4,5 280 300 320 340 v [m/s] n [min-1 ] Per al cas estudiat, s'estima que la velocitat del vent al punt d'instaŀlació és de v = 4 m/s. Per a aquestes condicions, determineu: a) La potència a l'eix del rotor Protor.

[0,5 punts] b) La velocitat angular de les pales ω i el parell a l'eix del rotor Γ. [1 punt] 7 c) L'energia anual que subministra un aerogenerador Esubm. [0,5 punts] d) La quantitat q d'aerogeneradors que caldria instaŀlar per a donar servei a l'habitatge. [0,5 punts] 8 Exercici 4 [2,5 punts en total] Una planta escalfa aigua utilitzant diàriament mb = 40 tones de biomassa amb un poder calorífic pc = 4 kW h/kg, i produeix Eútil = 345,6 × 109 J. La instaŀlació eleva la temperatura de l'aigua ΔT = 40 °C. La calor específica de l'aigua és ce = 4,18 J/(g K). Determineu: a) El rendiment de la planta η. [1 punt] b) La quantitat d'aigua ma escalfada cada dia.

[0,5 punts] 9 c) El cabal mitjà diari q d'aigua calenta produït. [1 punt] 10 Exercici 5 [2,5 punts en total] Un habitatge disposa d'una caldera alimentada amb gasoil que utilitza Vgasoil = 1 000 L de gasoil anuals per a subministrar aigua calenta sanitària i aigua per al circuit de calefacció. El rendiment de la caldera és ηgasoil = 0,89, el poder calorífic del gasoil és pcgasoil = 44,8 MJ/kg i la seva densitat és ρgasoil = 0,85 kg/L. S'estima que el factor d'emissions del gasoil FEgasoil és de 2,79 kg de CO2 per litre de combustible. Per tal de reduir les emissions de CO2, els propietaris es plantegen canviar aquesta caldera per una de gas natural que subministri la mateixa energia.

El rendiment de la nova calde- ra és ηGN = 0,94 i el poder calorífic del gas natural és pcGN = 11,7 kW h/m3 . S'estima que el factor d'emissions d'aquest combustible és FEGN = 0,203 kgCO2 /(kW h). Determineu: a) L'energia anual subministrada per la caldera de gasoil Esubm. [0,5 punts] b) L'energia anual que consumiria la caldera de gas natural Econs_GN i el volum d'aquest combustible VGN. [1 punt] 11 c) La reducció anual d'emissions de diòxid de carboni ΔmCO2 . [1 punt] 12 Exercici 6 [2,5 punts en total] Una persona asseguda en una cadira de rodes elèctrica avança a una velocitat constant v = 4 km/h per un pendent ascendent del 10 %.

La massa del conjunt format per la persona i la cadira és m = 240 kg. La cadira té dues rodes motrius de diàmetre d = 300 mm amb un motor reductor independent cadascuna. En la situació d'estudi, la cadira avança en línia recta, els dos motors consumeixen la mateixa potència i les rodes no llisquen. El rendiment dels motors reductors és η = 0,79 i la fricció amb l'aire es considera negligible. Determineu: a) La potència mecànica a l'eix de cada roda Pmec. [1 punt] 13 b) El parell a l'eix de cada roda Γ. [1 punt] c) La potència elèctrica total consumida Pcons.

[0,5 punts] 14 [Pàgina per a fer esquemes, esborranys, etc., o per a acabar de respondre a algun exercici.] 15 [Pàgina per a fer esquemes, esborranys, etc., o per a acabar de respondre a algun exercici.] L'Institut d'Estudis Catalans ha tingut cura de la correcció lingüística i de l'edició d'aquesta prova d'accés Etiqueta de l'alumne/a