PROBLEMES DE TERMODINÀMICA
1. En una planta d’aprofitament de biomassa es reben cada dia m = 70 · 103 kg de residus vegetals que
tenen un poder calorífic mitjà p = 11,5 MJ/kg. La planta produeix electricitat amb un rendiment F 0 6 8
elèc =
0,29 i la resta d’energia s’aprofita amb un rendiment F 0 6 8
tèrmic = 0,75 per a escalfar aigua. La calor
específica de l’aigua és ce = 4,18 J/(g ºC) i la temperatura s’incrementa en F 0 4 4T = 35 ºC. Determineu:
a) L’energia elèctrica Eelèc, en MW·h, produïda en un dia i la potència elèctrica Pelèc mitjana. [1 punt]
b) La quantitat d’aigua maigua
, en kg, escalfada en un dia. [1 punt]
c) El cabal mitjà q, en l/s, d’aigua escalfada
2. Un escalfador, que funciona amb gas natural de poder calorífic pc = 61 MJ/kg, pot arribar a donar un
cabal q = 13,8 l/min i elevar la temperatura de l’aigua F 0 4 4T = 25 ºC. El calor específica de l’aigua és ce =
4,18 J/(g ºC). Determineu, en aquestes condicions de funcionament:
a) La potència útil P. [1 punt]
b) El rendiment F 0 6 8 si el consum del combustible és qcom = 0,51 g/s. [1 punt]
c) El temps t i el combustible m necessaris per a escalfar 25 ºC un volum d’aigua V = 150 l.
3. En el full de característiques d’una motobomba amb motor dièsel s’indiquen, entre d’altres, les dades
nominals següents:
cabal, q = 50 m3/h pressió, p = 0,25 MPa
capacitat del dipòsit, V = 4,6 l autonomia, tau = 4 h
potència del motor a n = 2500 min–1, Pmot = 4,9 kW
El combustible utilitzat té un poder calorífic pc = 43 MJ/kg i una densitat F 0 7 2 = 0,84 kg/dm3. Determineu:
a) El rendiment F 0 6 8
bomba de la bomba. [0,5 punts]
b) El rendiment mitjà mecanicotèrmic F 0 6 8
mt del motor. [1 punt]
c) El consum específic del motor c, en g/(kW·h), entès com la relació entre la quantitat de combustible
consumit i l’energia mecànica produïda. [1 punt]
4. Una planta de tractament i d’aprofitament de residus produeix una energia elèctrica diària Eelèc = 65
MW·h a partir de mr = 75 · 103 kg de residus vegetals que tenen un poder calorífic mitjà p = 11,8 MJ/kg.
La resta de l’energia provinent d’aquests residus s’empra per a elevar la temperatura de ma = 3 · 106 kg
d’aigua en F 0 4 4T = 40 ºC. La calor específica de l’aigua és ce = 4,18 J/(g ºC). Determineu:
a) El rendiment elèctric mitjà F 0 6 8
elèc de la planta. [0,75 punts]
b) El rendiment tèrmic mitjà F 0 6 8tèrmic de la planta. [1,25 punts]
c) La potència elèctrica mitjana Pelèc i el cabal mitjà q, en l/s, d’aigua escalfada. [0,5 punts]
5. Una estufa de butà té 5 cremadors iguals dels quals en poden funcionar simultàniament 1, 3 o 5. La
potència màxima de l’estufa és Pestufa = 4500 W. El poder calorífic del butà és pc = 49 MJ/kg i se
subministra en bombones que en contenen mb = 12,5 kg i valen pbom = 11,24 €. Determineu:
a) La potència calorífica de cada cremador Pcremador i el consum c, en g/h, de cada cremador. [1 punt]
b) La durada t, en h, d’una bombona amb 3 cremadors encesos. [0,5 punts]
c) El preu p del kW·h obtingut amb aquesta estufa. [1 punt]
Departament de Tecnologia IES La Pineda
2n Batxillerat Tecnològic
