Examen 4

Hazlo en papel, sin mirar los apuntes, en unos 50 minutos. Cuando termines, pulsa «He terminado» para ver las soluciones y ponerte la nota.

1. 1. (1,5 puntos)

   En la montaña rusa del Parque de Atracciones de Madrid, un motor eléctrico arrastra el vagón con una cadena hasta el punto más alto. Desde allí el vagón baja sin motor, sube y baja varias cuestas más pequeñas y, al final del recorrido, unos frenos lo detienen.

   a) ¿Qué transformación de energía se produce mientras el motor sube el vagón?

   b) ¿Qué transformación se produce mientras el vagón baja la primera cuesta? ¿Y cuando sube la siguiente?

   c) ¿En qué se transforma la energía cinética del vagón cuando actúan los frenos?

2. 2. (1,5 puntos)

   Para calentar el agua de una taza, un hervidor eléctrico consume 60 kJ de energía eléctrica y el agua recibe 48 kJ. Un microondas consume 80 kJ para calentar la misma cantidad de agua hasta la misma temperatura, así que el agua también recibe 48 kJ.

   a) Calcula el rendimiento de cada aparato.

   b) ¿Cuál es más eficiente?

   c) ¿Cuánta energía se degrada en cada uno?

   d) Un anuncio dice que un calentador nuevo tiene un rendimiento del 110 %. ¿Es posible? Razónalo.

3. 3. (1,5 puntos)

   La tabla muestra, de forma aproximada, de dónde procedió la electricidad producida en España en 2024 (datos aproximados de Red Eléctrica):

   Fuente	% de la electricidad
   Eólica	23
   Nuclear	20
   Solar fotovoltaica	17
   Ciclo combinado (gas natural)	14
   Hidráulica	13
   Cogeneración (sobre todo gas natural)	6
   Otras renovables (solar térmica, biomasa…)	4
   Carbón y otras no renovables	3

   a) ¿Qué tanto por ciento de la electricidad procedió de fuentes no renovables? ¿Y de centrales que queman gas natural?

   b) La nuclear no es renovable y no emite $\text{CO}_2$. ¿Qué inconveniente ambiental tiene?

   c) ¿Qué tanto por ciento aportaron entre la eólica y la solar fotovoltaica? ¿Por qué su producción cambia mucho de un día a otro?

   d) ¿Qué fuente renovable crees que conviene aumentar en España? Justifícalo con una razón.

4. 4. (1,5 puntos)

   La mayoría de las centrales eléctricas tienen unos elementos comunes.

   a) Explica qué función tiene en una central cada uno de estos elementos: la turbina, el alternador y el transformador.

   b) ¿Qué transformación de energía se produce en el alternador?

   c) Cita un tipo de central que no tenga ni turbina ni alternador.

5. 5. (2 puntos)

   Un patinete eléctrico tiene un motor de 350 W y una batería de 36 V que almacena 0,42 kWh.

   a) ¿Cuánto tiempo puede funcionar el motor a plena potencia con la batería cargada?

   b) Si en ese tiempo circula a 20 km/h, ¿qué distancia puede recorrer?

   c) Expresa en julios la energía que almacena la batería.

   d) ¿Qué intensidad de corriente circula por el motor?

   Datos: $P=V\cdot I$; $E=P\cdot t$; $1\ \text{kWh}=3{,}6\cdot 10^6\ \text{J}$.

6. 6. (2 puntos)

   Con la tarifa de la luz por franjas horarias, el precio del kWh cambia según la hora (precios aproximados, sin impuestos):

   Franja	Horario (días laborables)	Precio
   Punta	10–14 h y 18–22 h	0,22 €/kWh
   Llano	8–10 h, 14–18 h y 22–24 h	0,15 €/kWh
   Valle	0–8 h (y todo el fin de semana)	0,10 €/kWh

   Una familia pone 12 lavadoras al mes y cada lavado consume 1,2 kWh.

   a) ¿Cuánta energía consume la lavadora al mes?

   b) ¿Cuánto cuesta al mes si siempre la ponen en hora punta? ¿Y en hora valle?

   c) ¿Cuánto se ahorrarían al mes y al año poniéndola siempre en valle?

   d) ¿Por qué crees que la electricidad es más barata en las horas valle?