Enunciados de la Segunda Parte

1.- Una Empresa produce vidrio normalmente a partir de sílice, alúmina y carbonato sódico. En algunas ocasiones es posible emplear un feldespato de composición Na₂O-Al₂O₃-SiO₂. ¿Cuál sería la composición en porcentaje en peso de óxidos, de un vidrio obtenido a partir de sílice, alúmina y carbonato, si alúmina y carbonato se emplean ambos en proporción de 0,3 kg por kg de sílice? ¿Qué debe añadirse a 1000 kg del feldespato para obtener vidrio de la misma composición?

Datos Pesos atómicos: C:12; O:16; Na:23; Al:27; Si:28

2.- Una pieza de cobre sufre corrosión (a Cu⁺⁺) en disolución acuosa aireada, con una velocidad de 10 mg/dm²*día. Se pide:

a.- Velocidad con que se consume O2 en ml (C.N.)/dm²·día

b.- Densidad de corriente de corrosión del Cu, en A/m²

Datos: F = 96500 cul; P át Cu = 63,5 g/át g

3.-Se fabrica un material compuesto de matriz de aleación de aluminio y fibras continuas de boro. Las fibras de boro se obtienen a partir de un núcleo de alambre de wolframio de 12,5:m de diámetro con recubrimiento de boro para conseguir una fibra final de 100 :m de diámetro. En el compuesto se disponen las fibras embutidas en la aleación de aluminio de modo que ocupan el 60% del volumen.
Suponiendo la aplicación de la regla de las mezclas se pide determinar:

1. El módulo de elasticidad del material compuesto para esfuerzos en el sentido paralelo a las fibras.
2. El módulo de elasticidad del material compuesto en la dirección perpendicular a las fibras.
3. Detallar el método de aplicación del boro al alambre de W y algunas aplicaciones de este material de ingeniería.

Datos: Módulos de elasticidad. Aleación de aluminio: 72 GPa ; Boro: 379 GPa ; Wolframio: 410 GPa.

4.- Se prepara un material compuesto a partir de fibras de aramida (Kevlar) y matriz de poliéster (PET), utilizando como materias primas p-fenilendiamina, ácido tereftálico y etilenglicol.
El Kevlar se polimeriza linealmente a partir de la p-fenilendiamina y el ácido tereftálico y se impregnan las fibras obtenidas secas en la resina de poliéster, preparada a su vez por polimerización de ácido tereftálico adicional y etilenglicol, conformándose el producto acabado curado y seco por laminación en caliente. Si se obtiene en el producto terminado un porcentaje en volumen de fibras de Kevlar del 75%, se pide determinar:

a) Funcionalidad de los monómeros y estructura de los polímeros termoplásticos de Kevlar y PET.

b) Consumos de materias primas por Kg. de compuesto final seco, considerando las reacciones estequiométricas con rendimiento del 100%.

c) Cantidad de agua total a eliminar entre las dos polimerizaciones por Kg. de compuesto final seco.

d) Describa algunas aplicaciones de este tipo de materiales compuestos Kevlar-PET.

Datos: Pesos atómicos. C: 12; H: 1; N: 14; O: 16.
Densidades. Kevlar: 1,5 g/cm³; PET: 1,1 g/cm³.

5.- Se considera la espuma de poliestireno expandido como un compuesto de gas y poliestireno con una densidad de 0,016 g/cm³. La densidad del poliestireno denso es de 1,06 g/cm³.
a) Suponiendo la densidad del gas 10^-3 g/cm³ a temperatura ambiente, determinar la fracción volumétrica del gas en el compuesto.
b) Si las conductividades térmicas del aire y el poliestireno denso son respectivamente de 0,63*10^-4 y 3*10^-4 cal/s cm 1C. Estimar la conductividad térmica de la espuma.

6.-Se desea fabricar un muelle a partir de fibras de grafito HS y resina epoxi. :
a) Qué % en volumen y peso de fibras debe estar presente para que el resorte tenga el mismo módulo de elasticidad que el acero: 30·10⁶ psi?
b) Cuál es la densidad del compuesto?
DATOS:

EGrafito HS = 40*10^6	psi EEpoxi = 0,45*10^6 psi
DGrafito HS = 1,5 g/cm^3	DEpoxi = 1,25 g/cm^3

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