Enunciadosenergias 2

Aulatecnología. Rosana Álvarez García

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PROBLEMAS DE ENERGÍA

1.- ¿Que trabajo se realiza para levantar una losa de piedra de 500 Kg hasta una altura de 20 m?
¿Qué energía en Julios posee la losa debido a la altura a la que se encuentra?
2.- ¿Cuánto tiempo empleará una bomba de agua de 8 CV de potencia en elevar 1000 litros hasta un
depósito situado a 50 m de altura? ¿Cuánto dinero costarárealizar este trabajo sí el Kwh cuesta
0,09 euros). Para resolver el problema supondremos que no hay pérdidas por rozamiento.
3.- Calcula la energía, en kilovatios hora, que ha consumido una máquina que tiene 30 CV y ha
estado funcionando durante 2 horas.
4.- Determina la temperatura a la que se elevaran 2,5 litros de agua si han absorbido una energía de
4,3 Kcal e inicialmente se encontraban en unahabitación con una temperatura de 20 ºC.
5.- Desde un helicóptero, a una altura de 100 m sobre la superficie terrestre, se suelta un objeto que
pesa 2 Kg. Calcula la energía mecánica, cinética y potencial en los puntos siguientes:
a) Antes de soltar el objeto.
b) Cuando está a 10 m del suelo.
6.- Una placa vitrocerámica de 220 V por la que circula una intensidad de 5 A está conectada 2
horas. ¿Quéenergía ha consumido en julios ?.
7.- Un avión lanza una carga de 1000 Kg cuando se encuentra a una altura de 800 m. Calcula su
energía cinética y mecánica en los siguientes casos:
a) Cuando el objeto ha recorrido una distancia de 430 m.
b) Cuando el objeto está a punto de impactar contra el suelo.
8.-Una caldera con las paredes de 5 mm de espesor y de superficie 345 cm2 se quiere mantener a
125ºC. Sabiendo que está fabricada de acero, determina la cantidad de calor que es necesario
aportar por hora (en Kcal/h) para mantener dicha temperatura. Se supone que en el exterior
tenemos 22 ºC.
9.- Un frigorífico que tiene las siguientes dimensiones: 55 cm (ancho) x 125 cm (alto) x 55 cm
(fondo), lleva un recubrimiento, alrededor de cada una de las seis paredes, de fibra de vidrio de
3 cm deespesor. Calcula la cantidad de calor por hora que se deberá extraer si se quiere mantener
en el interior una temperatura de 5 ºC si en el exterior hay 28 ºC.
Conducción.- paso de calor (energía) por contacto, de un cuerpo de mayor Tª a otro de menor. La energía
viene dada por:
λ = coeficiente de conductividad (Kcal/mhºC)
∆T = Variación de la Tª entre el foco caliente y el frío ºC
λ ⋅ S ⋅ t ⋅ ∆T
Q=
d =espesor de la pared (m)
d
S = superficie (m2)
T = tiempo en horas (h)
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Aulatecnología. Rosana Álvarez García

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El coeficiente de conductividad del acero es 12,5 Kcal/mh ºC
La superficie es S = 125 · 55 = 6 875 cm2·

El espesor 3 cm ·

1m 2

(10 cm)
2

2

= 6 875 · 10-4 m2

1m
= 3 · 10-2 m
10 2 cm

Q=

λ ⋅ S ⋅ t ⋅ ∆T
d

⇒

Q λ ⋅ S ⋅ ∆T
=
t
d

Q 12,5 Kcal / mhº C ⋅ 6 875⋅10 −4 m 2 ⋅ (28 − 5)º C
=
= 6 588,54 Kcal/h
t
3 ⋅10 −2 m
10.- Calcula la cantidad de calor transmitido por convección del techo, en una habitación, durante 4
horas, si se dispone de un radiador eléctrico de superficie 1,5 m2, colocado en la parte inferior. La
temperatura del radiador es de 120 ºC y la de la habitación de 35 ºC (esta temperatura se mantiene
constante).
Convección.- paso de calor(energía) por contacto, de un cuerpo a otro a través de un fluido (aire, agua,…).
La energía viene dada por:
α = coeficiente de convección (Kcal/m2 hºC)
∆T = Variación de Tª del fluido
Q = α · S · ∆T · t
S = superficie (m2)
T = tiempo en horas (h)

El coeficiente de convección del aire es 500 Kcal/m2 h ºC
Q = α · S · ∆T · t = 500 Kcal/m2 h ºC · 1,5 m2 (120 – 35) ºC · 4 h = 255 · 103 Kcal
11.- Un focoque se emplea para el secado de pinturas de automóviles tiene una temperatura de
600 ºC. Sabiendo que la temperatura ambiente (y también la de la chapa del coche a pintar) es de
35 ºC y que no aumenta a lo largo del tiempo, calcula el calor transmitido por hora si la superficie
del foco es de 100 cm2 y el material con el que está fabricado dicho foco es de porcelana.
12.- Determina la...