Test del Examen Parcial 2013-2014
De Laplace
| Línea 45: | Línea 45: | ||
===Solución=== | ===Solución=== | ||
La respuesta correcta es la '''<span style="color:red;">D<span>'''. | La respuesta correcta es la '''<span style="color:red;">D<span>'''. | ||
| + | |||
| + | La fórmula para la dilatación lineal de un sólido es | ||
| + | |||
| + | <center><math>\Delta L = L \alpha\,\Delta T</math></center> | ||
| + | |||
| + | Aplicándola al caso del radio queda | ||
| + | |||
| + | <center><math>\Delta R = (0.004\,\mathrm{m})\times\left(12\times 10^{-6}\,\mathrm{K}^{-1}\right)\times(80\,\mathrm{K})=3.84\,\times 10^{-6}\simeq 4\,\mu\mathrm{m}</math></center> | ||
| + | |||
| + | Luego el radio del agujero aumenta en 4 micras. | ||
==Afirmación sobre el primer principio== | ==Afirmación sobre el primer principio== | ||
Revisión de 10:20 8 abr 2014
Contenido |
1 Posible máquina térmica
Una supuesta máquina térmica extrae 500 MW de un foco a 1200 K y produce 200 MW de calor de desecho que expulsa al ambiente a 300 K. ¿Qué podemos decir de esta máquina?
- A Es posible y tiene un rendimiento del 75%
- B Es posible y tiene un rendimiento del 40%
- C Esta máquina es imposible.
- D Es posible y tiene un rendimiento del 60%
1.1 Solución
La respuesta correcta es la D.
De acuerdo con los datos de la pregunta
lo que da un posible rendimiento
Tenemos que ver si esta máquina es posible. El máximo rendimiento lo da una máquina reversible que opere entre las temperaturas extremas
Puesto que el rendimiento propuesto es menor que el máximo, la máquina es posible y su rendimiento es el 60%.
2 Principio del motor diésel
¿Por qué un motor diésel puede alcanzar una relación de compresión más alta que uno de gasolina, que sigue el ciclo Otto?
- A Eso es falso. La mayor relación de compresión la alcanzan los motores de gasolina.
- B Porque los motores diésel trabajan a una temperatura más baja que los de gasolina.
- C Porque el diésel comprime solamente aire.
- D Porque el diésel emplea gasoil como combustible.
2.1 Solución
La respuesta correcta es la C.
Tal como se explica en el artículo general correspondiente a las Máquinas térmicas y en el específico sobre el Ciclo Diesel, la ventaja del motor diésel es que comprime solamente aire, inyectándose el combustible una vez que el pistón está cerca del punto muerto superior (PMS). Al comprimir solo aire, la relación de compresión (cociente entre el volumen en el PMI y en el PMS) puede ser muy alta, ya que no hay peligro de que explote.
3 Dilatación de una arandela
Una arandela de acero tiene a 20°C un radio interior de 4 mm y uno exterior de 8 mm. El coeficiente de dilatación lineal
del acero es 
Cuando la arandela se calienta hasta 100°C. ¿Cuánto varía el radio del agujero?
- A Disminuye en 4 μm
- B Disminuye en 2 μm
- C Aumenta en 2 μm.
- D Aumenta en 4 μm.
3.1 Solución
La respuesta correcta es la D.
La fórmula para la dilatación lineal de un sólido es
Aplicándola al caso del radio queda
Luego el radio del agujero aumenta en 4 micras.
4 Afirmación sobre el primer principio
¿Cuál de las siguientes afirmaciones es cierta?
- A En todo proceso cíclico de un sistema, el trabajo neto que entra es nulo.
- B En todo proceso cíclico de un sistema, el calor neto que entra es nulo.
- C Para todo sistema, la suma del calor y del trabajo netos que entran es independiente del proceso entre dos estados dados.
- D En todo proceso de un sistema el calor neto que entra es igual al trabajo neto que sale de él.
4.1 Solución
La respuesta correcta es la C.
5 Diagrama pV del agua
La gráfica representa una isoterma en las proximidades de un cambio de fase de agua a vapor, en un diagrama pV.
En el estado etiquetado como “2” tenemos
- A Líquido saturado
- B Vapor saturado
- C Vapor sobrecalentado
- D Líquido subenfriado
5.1 Solución
La respuesta correcta es la A.
6 Calentamiento de una habitación
Una habitación de encuentra a 22°C y el exterior a 2°C. Si las paredes tienen una resistencia térmica de 8 mK/W y para mantener constante la temperatura de la habitación se usa una bomba de calor, cuál es el flujo de trabajo (potencia) mínimo que hay que consumir para mantener la habitación caldeada?
- A 169 W
- B 37 MW
- C 2500 W
- D 2270 W
6.1 Solución
La respuesta correcta es la A.
Supongamos que se eleva la temperatura de la habitación a 25°C. ¿Cuánto aumenta aproximadamente la potencia mínima necesaria?
- A Un 15%.
- B Un 1%.
- C Un 30%
- D Un 12%
6.2 Solución
La respuesta correcta es la B.
7 Producción de entropía en un frigorífico
El interior de un frigorífico se mantiene a una temperatura constante TF, estando el exterior a TC. Por conducción, hay un flujo de calor hacia el interior de valor 
. El frigorífico, para extraer este calor, consume una potencia 
. ¿Cuánto aumenta la entropía del universo por segundo, 
?
- A
- B
- C
- D
- A
7.1 Solución
La respuesta correcta es la B.
