Examen de Tecnologia Industrial Selectividad Cataluña 2023 · Juny Serie 5

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?

)

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 2

Un cotxe emet 121 g de CO 2 per quilòmetre 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?

)

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 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.

)

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 4

En un circuit elèctric, es connecten en paral·lel una resistència de $20\ \Omega$ i una altra de $30\ \Omega$. Totes dues tenen una tolerància del $\pm\,5\,\%$. Entre quins valors es troba la resistència equivalent?

)

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 5

Es disposa d'un cilindre d'efecte simple que treballa a $0{,}7\ \text{MPa}$. El diàmetre de l'èmbol és de $40\ \text{mm}$ i el diàmetre de la tija és de $25\ \text{mm}$. Quina força teòrica fa el cilindre en el procés d'avanç?

)

Exercici 2

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: $v = \begin{cases} 1: \text{encès} \\ 0: \text{apagat} \end{cases}$; llum groc: $g = \begin{cases} 1: \text{encès} \\ 0: \text{apagat} \end{cases}$;

llum roig: $r = \begin{cases} 1: \text{encès} \\ 0: \text{apagat} \end{cases}$; alarma: $a = \begin{cases} 1: \text{activada} \\ 0: \text{desactivada} \end{cases}$

a)

Escriviu la taula de veritat del sistema. [1 punt]

$v$

$g$

$r$

$a$

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]

Exercici 3

[2,5 punts en total]

Es volen instal·lar petits aerogeneradors en una zona rural per a donar subministrament a una casa aïllada amb una demanda anual de $E_{\text{casa}} = 500\text{ kW h}$. En aquests aerogeneradors, el rotor es connecta directament al generador elèctric sense necessitat d'un multiplicador. El rendiment del generador és $\eta_{\text{gen}} = 1/3$. S'obté energia 14 hores al dia durant 250 dies l'any. Les gràfiques següents mostren la potència elèctrica generada $P_{\text{útil}}$ d'un aerogenerador en funció de la velocitat del vent $v$ i la potència a l'eix del rotor $P_{\text{rotor}}$ en funció de la velocitat de gir $n$ de les pales.

Per al cas estudiat, s'estima que la velocitat del vent al punt d'instal·lació és de $v = 4\text{ m/s}$. Per a aquestes condicions, determineu:

a)

La potència a l'eix del rotor $P_{\text{rotor}}$. [0,5 punts]

b)

La velocitat angular de les pales $\omega$ i el parell a l'eix del rotor $\Gamma$. [1 punt]

c)

L'energia anual que subministra un aerogenerador $E_{\text{subm}}$. [0,5 punts]

d)

La quantitat $q$ d'aerogeneradors que caldria instal·lar per a donar servei a l'habitatge. [0,5 punts]

Una planta escalfa aigua utilitzant diàriament $m_b = 40\text{ tones}$ de biomassa amb un poder calorífic $pc = 4\text{ kW h/kg}$, i produeix $E_{\text{útil}} = 345,6 \times 10^9\text{ J}$. La instal·lació eleva la temperatura de l'aigua $\Delta T = 40\text{ }^\circ\text{C}$. La calor específica de l'aigua és $c_e = 4,18\text{ J/(g K)}$. Determineu:

a)

El rendiment de la planta $\eta$.

[1 punt]

b)

La quantitat d'aigua $m_a$ escalfada cada dia.

[0,5 punts]

c)

El cabal mitjà diari $q$ d'aigua calenta produït.

[1 punt]

Exercici 5 [2,5 punts en total]

Un habitatge disposa d'una caldera alimentada amb gasoil que utilitza $V_{\text{gasoil}} = 1\,000\text{ L}$ de gasoil anuals per a subministrar aigua calenta sanitària i aigua per al circuit de calefacció. El rendiment de la caldera és $\eta_{\text{gasoil}} = 0{,}89$, el poder calorífic del gasoil és $pc_{\text{gasoil}} = 44{,}8\text{ MJ/kg}$ i la seva densitat és $\rho_{\text{gasoil}} = 0{,}85\text{ kg/L}$. S'estima que el factor d'emissions del gasoil $FE_{\text{gasoil}}$ és de $2{,}79\text{ kg de CO}_2\text{ per litre de combustible}$.

Per tal de reduir les emissions de $\text{CO}_2$, els propietaris es plantegen canviar aquesta caldera per una de gas natural que subministri la mateixa energia. El rendiment de la nova caldera és $\eta_{\text{GN}} = 0{,}94$ i el poder calorífic del gas natural és $pc_{\text{GN}} = 11{,}7\text{ kW}\cdot\text{h/m}^3$. S'estima que el factor d'emissions d'aquest combustible és $FE_{\text{GN}} = 0{,}203\text{ kg}_{\text{CO}_2}/(\text{kW}\cdot\text{h})$. Determineu:

a)

L'energia anual subministrada per la caldera de gasoil $E_{\text{subm}}$. [0,5 punts]

b)

L'energia anual que consumiria la caldera de gas natural E_{\text{cons_GN}} i el volum d'aquest combustible $V_{\text{GN}}$. [1 punt]

c)

La reducció anual d'emissions de diòxid de carboni $\Delta m_{\text{CO}_2}$. [1 punt]

Exercici 6

[2,5 punts en total]

Una persona asseguda en una cadira de rodes elèctrica avança a una velocitat constant $v = 4\text{ km/h}$ per un pendent ascendent del $10\,\%$. La massa del conjunt format per la persona i la cadira és $m = 240\text{ kg}$. La cadira té dues rodes motrius de diàmetre $d = 300\text{ mm}$ 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 $\eta = 0,79$ i la fricció amb l'aire es considera negligible. Determineu:

a)

La potència mecànica a l'eix de cada roda $P_{\text{mec}}$. [1 punt]

b)

El parell a l'eix de cada roda $\varGamma$. [1 punt]

c)

La potència elèctrica total consumida $P_{\text{cons}}$. [0,5 punts]