jueves, 27 de octubre de 2016

MOTORES DE COMBUSTIÓN EXTERNA: MAQUINA DE VAPOR


En esta animación podéis comprobar el funcionamiento de la máquina de vapor







Las partes más importantes de la máquina de vapor son:


FUNCIONAMIENTO:

       Se le llama máquina de vapor a las máquinas, que con motores de combustión externa, trabajan para convertir la energía térmica del agua hirviendo en energía de tipo mecánica.
           En una caldera se hierve determinada cantidad de agua Los combustibles que se utilizan son diversos madera, carbón , petróleo.. Cuando hierve en la caldera, el vapor que se genera se concentra generando una alta presión y en ese estado se lo dirige a una cámara cerrada conocida como cámara de vapor.
           El vapor de la caldera entra en la cámara, en donde en el extremo delantero se encuentra un cilindro, que por la expansión del volumen del agua, empuja un pistón. A través de un mecanismo de biela-manivela el movimiento circular de este pistón se convierte en un movimiento de traslación o de rotación.
      Este movimiento es capaz de hacer girar ruedas por ejemplo de una locomotora o incluso provocar la rotación de un rotor en un generador eléctrico. Cuando acaba con el ciclo, el émbolo vuelve al lugar en el que comenzó y todo el vapor se expulsa .
        Al mismo tiempo, mediante una serie de válvulas se produce una renovación en la entrada y la salida de los flujos de vapor, también de forma constante.
     Para controlar el vapor e impedir la aceleración excesiva del volante se utiliza un distribuidor o regulador de bolas

lunes, 24 de octubre de 2016

PROBLEMAS REPASO PRINCIPIOS DE LA TERMODINÁMICA

Aquí tenéis unos ejercicios de los compañeros del IES Bellavista para recordar los conceptos del tema



SOLUCIÓN EXAMEN TERMODINÁMICA CURSO 2015-16


CICLO DE CARNOT

Haz click sobre la imagen para ver la animación




Se define ciclo de Carnot como un proceso cíclico reversible que utiliza un gas perfecto, y que consta de dos transformaciones isotérmicas y dos adiabáticas, tal como se muestra en la figura.
carnot1.gif (5419 bytes)

El ciclo de Carnot se puede considerar como, el ciclo de motor térmico mas eficiente permitido por las leyes físicas. Mientras que la segunda ley de la termodinámica dice que no todo el calor suministrado a un motor térmico, se puede usar para producir trabajo,la eficiencia de Carnot establece el valor límite de la fracción de calor que se puede usar.


En una máquina térmica el ciclo se recorre en sentido horario para que el gas produzca trabajo. Las transformaciones que constituyen el ciclo de Carnot son:

  • Expansión isoterma (1-2): al gas absorbe una cantidad de calor Q1manteniéndose a la temperatura del foco caliente T1.
  • Expansión adiabática (2-3): el gas se enfría sin pérdida de calor hasta la temperatura del foco frío T2.
  • Compresión isoterma (3-4): el gas cede el calor Q2 al foco frío, sin variar de temperatura.
  • Compresión adiabática (4-1): el gas se calienta hasta la temperatura del foco caliente T1, cerrando el ciclo.



Rendimiento de una máquina de Carnot : sólo depende de las temperaturas de los focos.


Ninguna máquina funcionando entre dos focos térmicos tiene mayor rendimiento que el de una máquina de Carnot operando entre dichos focos.






SOLUCIÓN PROBLEMAS EXAMEN TERMODINÁMICA CURSO 2014-15

TECNOLOGÍA INDUSTRIAL II TERMODINÁMICA CURSO 2014-15

  1. (3,5p) Un cilindro contiene 3 l de He (Cv=3cal /mol·K) a la presión de 2 atmósferas y a la temperatura de 300K. Se somete el sistema a los siguientes procesos:
    1. Se calienta a presión constante hasta 500K
    2. Se enfría a volumen constante hasta 300K
    3. Se comprime isotérmicamente hasta el punto inicial
Se pide:

a) Representa todos los procesos en un diagrama P-V obteniendo las coordenadas de todos los puntos. 1. 2atm, 3l, 300K      2. 2atm, 5l, 500K             3. 1,2 atm, 5l 300K
b) Calcula el trabajo correspondiente a cada proceso y el total
  W12= 405.2J = 4atm·l     W23=0         W31=-310,5J = -3.06 atm·l   WT=94.7J
c)Calcula la variación de energía interna en cada proceso y la total
ΔU12= 612.5J      ΔU23=-612.5J        ΔU31=0    ΔUT=0

d)Calcula el calor puesto en juego en cada proceso y el total

Q12= 1018.2J       Q23=-612.5J        Q31=-310,5J    QT=95,2J

Hemos obtenido los resultados que esperábamos, la energía interna es una variable de estado por tanto, su variación en un ciclo cerrado es cero y W=Q
  1. (1p) Una máquina de Carnot trabaja entre 2 temperaturas fijas con un rendimiento del 20%, si disminuimos la temperatura inferior en 73ºC , el rendimiento de la máquina pasa a ser el doble. Halla las dos temperaturas  T1=365K     T2=292K
  2. (1p) Un motor térmico ideal trabaja según el ciclo de Carnot entre un foco frío a 7ºC y un foco caliente, su rendimiento es del 40%     
    a) ¿A qué temperatura está el foco caliente?  T1=193,7ºC+ 273
      b) ¿En cuantos grados debemos aumentar la temperatura de este foco para que el rendimiento sea del 50%?  ΔT=93,3º

4.(1p) Segundo principio de la termodinámica

5.(1p) Completa el siguiente esquema indicando que representa y que “rendimientos “ podemos obtener


    6. (1p)En un proceso se ha suministrado a un sistema 1500cal. Si el sistema realiza un trabajo de 8000J , calcula la variación de energía interna del sistema durante el proceso.  ΔU=-1730J
    7. (1,5p) Un gas encerrado en un cilindro a 3 atm ocupa un volumen de 20l, se somete el sistema un proceso adiabático de manera que el gas pasa a ocupar 15l,
    a) Calcula la presión a la que se encuentra sometido P= 4,49 atm
    b) Calcula el trabajo, la variación de energía interna y el calor que intervienen en este proceso
    ( γ=1,4 Cv=5·R/2). W=- ΔU= -18.75 atm·l= -1900J


jueves, 20 de octubre de 2016

PIEZAS PARA SUBIR NOTA : EXPRESIÓN GRÁFICA 1ESO

Para subir nota en el tema de representación gráfica debes realizar las siguientes piezas con el programa  http://www.educacionplastica.net/isometrica.html  e imprimirlo para entregarlo.





Para realizar el dibujo con líneas accederemos  a la  dirección  http://www.educacionplastica.net/isometricoLinea.html




lunes, 17 de octubre de 2016

SOLUCIÓN TECNOLOGIA INDUSTRIAL II ENSAYOS Y MATERIALES CURSO 2016-17

TECNOLOGIA INDUSTRIAL 2 CURSO 2016-17  PROPIEDADES DE  LOS MATERIALES Y ENSAYOS

 1. (2p)Se ha realizado un ensayo Brinell con una bola de 10 mm de diámetro durante 15 segundos, con una carga K = 30 kp y se ha obtenido una huella de 4 mm de diámetro sobre la probeta del material ensayado. 
      a)  Haga una representación esquemática del ensayo. (1 puntos) 








       b) Determine la dureza de la probeta. (1 puntos)


                                2.28HB10 30 15

 2. (1p)Para el estudio de la resiliencia de un material mediante el ensayo Charpy, se ha utilizado una probeta de sección 10x10 mm con una entalla en forma de U de profundidad 2 mm. Sabiendo que el valor de la resiliencia obtenida es de 28,5 J/cm2 , que el peso del martillo es de 30 Kg y la altura de partida de la caída de 140 cm, calcúlese el valor de la altura a la que se elevará el martillo después del golpe y rotura de la probeta.

h=132,2 cm

3. (1p)Para determinar la dureza de un material blando se realiza un ensayo Rockwell . La profundidad de la huella cuando se aplica la precarga de 10 kp es de 0,010 mm, y la que permanece tras aplicar la carga de penetración de 100 kp y restituir el valor de precarga (10 kp) es de 0,150 mm. Se pide:      

         a) Esquema y descripción del ensayo (apoyarse en dibujos y explicarlos) (0,5 puntos)


           b) Resultado del ensayo (0,5 puntos)

                            HRB=129.86

 4. (2p)A partir del siguiente diagrama de equilibrio de fases simplificado de la aleación de cobre y níquel:


a) Indique las fases en cada zona del diagrama (0,25 puntos)


b) Indique la temperatura de fusión y solidificación de los metales puros. (0,5 puntos)

Cu  1100ºC      Ni 1450ºC
c) Describa el proceso de enfriamiento desde 1.400 ºC hasta la temperatura ambiente de una aleación con un 65 % de cobre, indicando las temperaturas más significativas. (0,75 puntos)

1400ºC a 1300ºC   Líquido
1300 a 1200 Líquido + Sólido
1200 a tª ambiente Sólido
d) Determine la proporción de las fases presentes a 1.300 ºC en una aleación con un 45 % de níquel. (0,5 puntos)

%S=40%         %L =60%



5. (2p) Un ensayo de tracción lo realizamos con una probeta de 15 mm de diámetro y longitud de referencia de medida de 150 mm. Los resultados obtenidos han sido:

 Calcular:
a) Dibuje el diagrama esfuerzo-deformación, explicando cada una de sus zonas (1punto)






b)  Módulo de elasticidad. (0,5 puntos)
                             E= 7,58 ·106Kp/ cm2


c) Alargamiento de rotura. (0,5 puntos)

                               Δl=3.28mm



  6.  (1p)Identificar tres tipos de ensayos no destructivos de materiales e indicar para qué se emplean.
ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS:  
Para detectar grietas y poros:
MACROSCÓPICOS: localizan grietas , porosidades o rechupes a simple vista o con poco aumento.  
ÓPTICOS : estudian irregularidades a través de aumentos, se estudian zonas pequeñas y se supone que el resto tendrá iguales características
ELÉCTRICOS :Miden la variación de resistencia que se produce en un material con impurezas

MAGNÉTICOS: Se basan en que las propiedades magnéticas del material varían si hay  alguna perturbación estructural. 
Para detectar fallos estructurales
 ULTRASONIDOS:Se efectúan con frecuencias no audibles de frecuencia superior a 20 KHz , analiza las diferencias de transmisión de ultrasonidos a través del material
 RAYOS X:Son radiaciones de muy corta longitud de onda, atraviesan materiales que resultan opacos para otras radiaciones. Después de atravesar la pieza impresiona una película obteniendo una radiografía del material.

 RAYOS GAMMA: Puede aplicarse a piezas con mayor grosor que los rayos X. Se emplean isótopos radiactivos muy peligrosos.

7.   (1p) Define e indica la propiedad contraria de las siguientes propiedades mecánicas: tenacidad, plasticidad


     Plasticidad: Capacidad de adquirir deformaciones permanentes ------    Elasticidad
      Tenacidad:  Capacidad de resistencia a la rotura por golpes -------------    Fragilidad