¡Descarga Física 10 2015 y más Exámenes en PDF de Física solo en Docsity!
PRIMER PARCIAL DE FÍSICA I - QT 2015/16 30/10/2015 - Versió C
Qüestions - (4 punts) Contesteu amb precisió i raonadament tot el que es demana. Eviteu les vaguetats i matiseu les afirmacions si cal!
Q1) Un recipient de ferro està ple d’aigua a 20 oC. Sabent que el coeficient de dilatació volumètrica de l’aigua a 20 oC és més gran que el
coeficient de dilatació volumètrica del ferro, es demana que expliqueu acuradament si vessarà aigua quan el conjunt es refredi.
Q2) Expliqueu amb tot luxe de detalls què és l’índex de renovació de l’aire, tot especificant les seves unitats, i quin és el seu paper en el balanç energètic d’un edifici. Indiqueu també per què és important per establir el balanç de vapor.
Q3) Expliqueu amb precisió el concepte de resistència tèrmica d’una cambra d’aire, sense oblidar les seves unitats, i els factors que influeixen en el seu valor.
Q4) Les magnituds i unitats que apareixen a la següent taula estan barrejades. Aparelleu-les correctament.
factor de resistència al vapor
flux de vapor
grossària d’aire equivalent per la difusió del vapor
resistència a la difusió del vapor
permeabilitat
m g/m·h·torr adimensional kg/m 2 ·s m 2 ·s·Pa/kg
PRIMER PARCIAL DE FÍSICA I - QT 2015/16 30/10/2015 - Versió C
Problemes ( Raoneu tot el que feu. Atenció a les unitats: poseu-les en tots els resultats, tant intermedis com finals!)
P1 – (3 punts) Un bloc de gel te forma paral·lelepipèdica, de gruix 15 cm i l’àrea de la superfície superior és de 0,5 m 2. La temperatura de la superfície superior del gel és 0 oC i la de la superfície inferior és -5 oC. a) Sabent que el coeficient de conductivitat tèrmica del gel és 2,2 W/m·oC, determineu la potència calorífica que intercanvien ambdues superfícies per conducció tèrmica a través del gel. b) L’aire que passa sobre la superfície superior està a 12 oC. Si el coeficient de convecció entre l’aire i el gel és de 8 W/m 2 · oC, determineu la potència calorífica intercanviada per convecció. c) Sobre la superfície superior del gel incideix radiació solar d’intensitat 1200 W/m 2. Si el coeficient d’absorció en el visible és de 0,25, determineu la potència radiant absorbida pel gel. d) Determineu la potència radiant emesa per la superfície superior del gel, sabent que la seva emissivitat és de 0,97. Serà visible aquesta radiació? e) Tenint en compte els resultats dels quatre apartats anteriors (si no heu sigut capaços de calcular-los, inventeu-vos ara valors adients) feu el balanç energètic de la superfície superior del gel, i determineu el ritme al que es va fonent (g/h, grams per cada hora). Dades: constant de Stefan-Boltzmann = 5,67× 10 -8^ W/m 2 ·K 4 ; calor de transformació de fusió del gel = 80 cal/g; 1 cal = 4,18 J; 1 h = 3600 s.
P2 – (3 punts) Una façana està ocupada per una finestra de 6 m 2 i un mur de 24 m^2. La resistència tèrmica de la finestra és 0,30 m 2 ·K/W, incloent-hi les resistències tèrmiques superficials. El mur està format per 3 capes de diferents materials de resistències tèrmiques (de dintre cap a fora): R 1 = 0,10 m^2 ·K/W, R 2 = 0,80 m^2 ·K/W, i R 3 = 0,35 m^2 ·K/W. Les resistències tèrmiques superficials exterior i interior del mur són, respectivament: 0,05 i 0,12 m^2 · oC/W. La temperatura de l’aire interior és de 23 oC i la de l’aire exterior 0 oC. a) Determineu la transmitància tèrmica del mur i la de la façana. b) Determineu el perfil tèrmic del mur. c) Discutiu si l’ordre de les capes és adient per evitar el risc de condensació intersticial (només es demana una discussió conceptual, sense cap mena de càlcul). d) Sabent que cada una de les 3 capes del mur te un gruix de 10 cm (és a dir, en total el mur fa 30 cm), determineu la grossària d’aire equivalent per la difusió del vapor del mur (vegeu les dades de permeabilitat de les diferents capes més avall). e) En una altra façana, la temperatura a la superfície interior és de 18 oC. Determineu la màxima humitat específica de l’aire interior per tal d’evitar condensacions superficials en aquesta façana. Mostreu clarament a l’àbac com heu determinat la humitat específica màxima. Dades: permeabilitat de l’aire a la difusió del vapor, Π 0 = 2× 10 -10^ kg/m·s·Pa; permeabilitats de les 3 capes del mur, Π 1 = 10 -11^ kg/m·s·Pa, Π 2 = 4× 10 -11^ kg/m·s·Pa, i Π 3 = 8× 10 -12^ kg/m·s·Pa.
h
15 cm
0,5 m 2
(g/kg)
(oC)
(oC)
