ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y AGROINDUSTRIA CARRERA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

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1 ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y AGROINDUSTRIA CARRERA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL PRUEBA DE EVALUACIÓN ESTUDIANTIL DE FIN DE CARRERA PERÍODO 2012-B 22 NOVIEMBRE Nombre:. CI:.. LEA ATENTAMENTE LA SIGUIENTE INFORMACIÓN: Escriba su nombre, su número de cédula en los espacios indicados. Esta prueba evalúa las competencias específicas que debe tener un estudiante avanzado de Ingeniería Química. La duración del examen es de dos horas. Las preguntas son de selección múltiple y solo puede haber una respuesta correcta. El examen contiene 30 preguntas DE SELECCIÓN MÚLTIPLE con una valoración total de 50 puntos. Las preguntas 1 a la 10 tiene una valoración de 1 punto. Las preguntas 11 a la 30 tiene una valoración de 2 puntos. ENCIERRE EN UN CÍCULO EL LITERAL CORRESPONDIENTE. Todas sus respuestas debe escribir con esferográfico. Solo hay una respuesta correcta. NO REALICE NINGÚN TIPO DE CÁLCULO EN LAS HOJAS DE PREGUNTAS. Al final del cuestionario encontrará páginas en blanco para que resuelva los ejercicios. Todas sus respuestas debe escribir con esferográfico. NO se admiten borrones, rectificaciones o enmendaduras. No se permite el uso de teléfono celular. Apague su teléfono y guárdelo lejos de usted, en el lugar indicado para tal efecto. Si este llegara a activarse en su poder se considerará como trampa y se retirará el examen, al que se asignará la calificación de CERO. Solo se permite el uso de calculadoras no programables, que no dispongan de memoria permanente. Durante todo el examen no podrá intercambiar ningún material con ninguna persona. Página 1 de 6

2 Preguntas de la 1 10 valen 1 punto 1. Entre las prácticas agronómicas culturales se encuentra la rotación de cultivos, una práctica muy antigua que evita la erosión. Una característica de esta práctica es: a) conserva el agua ya que se favorece la infiltración y se evitan las pérdidas por escorrentía. b) dar como resultado una relación de competencia inter-específica y/o de complementación entre las especies sembradas. c) se adopta sobre todo para mejorar la condición física del suelo, además de que mejora las características químicas y biológicas del suelo. d) la siembra de dos más especies de vegetales con suficiente proximidad espacial. 2. El siguiente sistema de ecuaciones algebraicas, tiene: X 1 + 2X 2 + 3X 3 = 2 X 2 + X 3 = -1 2X 2 + 2X 3 = 0 a) Una solución única b) no tiene solución c) un infinito número de soluciones d) soluciones triviales 3. Cuál es el contenido de humedad en base seca para un suelo del cual se tienen los siguientes datos? Masa del crisol Masa de la muestra de suelo en el crisol Masa del suelo seco en el crisol 16,09 g 31,32 g 29,28 g a) 7,0% b) 12,7% c) 13,4% d)15,5% 4. Un gas ideal a temperatura T 1 y presión P 1, se comprime isotérmicamente a presión P 2 en un sistema cerrado. Cuál de las siguientes expresiones es VERDADERA para la Energía Interna (U) y la Energía Libre de Gibbs (G) del gas en los dos estados? a) U 1 = U 2 ; G 1 > G 2 b) U 1 = U 2 ; G 1 < G 2 c) U 1 > U 2 ; G 1 = G 2 d) U 1 < U 2 ; G 1 = G 2 5. En el manejo de ganado vacuno, cuando se detecta un animal enfermo, un modelo apropiado de medicina preventiva sería: a) Administrar antibióticos a todos los animales, y sacrificar al enfermo. b) Aislar al enfermo, sanitizar los corrales, proveer tratamiento específico. c) Aislar al enfermo, administrar antibiótico y vacunar a los otros animales. d) Sacrificar a todos los animales 6. Cuál de las siguientes funciones y (x) tiene la pendiente de su tangente igual a? a) b) c) d) 7. Un líquido saturado a 1500 kpa y 500 ºK con una entalpía de 750 kj/kg, pasa por una válvula y se obtiene una mezcla líquido-vapor a 150 kpa y 300 ºK. A la salida de la válvula, la entalpía del líquido saturado es 500 kj/kg y la entalpía del vapor saturado es de 2500 kj/kg. Cuál es el porcentaje de líquido original que se evapora? a) 87,5% b) 67 % c) 12,5% d) 10% Página 2 de 6

3 8. Un terreno agrícola sin cobertura dedicado al cultivo de hortalizas de forma intensiva y convencional presenta degradación del suelo. Seleccione las prácticas que permitirían conservar las condiciones del suelo. a) Plan de fertilización química, rotación de cultivos, control de malezas. b) Análisis de suelo, control de malezas, aplicación de gallinaza. c) Análisis de suelo, plan de fertilización, labranza mínima. d) Aplicación de gallinaza, análisis de suelo, plan de fertilización química 9. En un intercambiado de calor que opera en flujo paralelo bajo estado estacionario, un líquido caliente entra a temperatura T h,in y sale a temperatura T h, out. El líquido frío entra a temperatura T c, in y sale a temperatura T c,out. Desprecie cualquier tipo de pérdida de calor del intercambiador en el ambiente. Si T h,in >> T c,in en un intervalo de tiempo dado, Cuál de las siguientes afirmaciones es VERDADERA? a) La entropía ganada por la corriente fría es MAYOR que la entropía perdida por la corriente caliente b) La entropía ganada por la corriente fría es IGUAL que la entropía perdida por la corriente caliente c) La entropía ganada por la corriente fría es MENOR que la entropía perdida por la corriente caliente d) La entropía ganada por la corriente fría es CERO. 10. Se ha desarrollado una nueva escala de temperatura denominada ºS, en la que el punto de congelación del agua es 200 ºS y el punto de ebullición del agua es 400 ºS. A cuántos grados centígrados corresponden 500 ºS? a) 100 ºC b) 125 ºC c) 150 ºC d) 300 ºC Las preguntas de la 11 a la 30 tienen una valoración de 2 puntos 11. Si a es una constante entonces el valor de la integral es: a) 1/a b) a c) 1 d) Se desea secar 625 kg de trigo cuyo contenido de humedad es de 25% en base húmeda, hasta un contenido de humedad de 10% en base seca. Cuál es la cantidad de agua en kg removida del trigo? a) 87 b) 104 c) 116 d) Cuando se quema metano se dan las siguientes reacciones de combustión: CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2 O 2CH 4 + 3O 2 2CO + 4H 2 O A un quemador se suple 20% de exceso de aire. La conversión del metano es del 80% y la relación molar de CO a CO 2 en los gases de combustión es de 1:3. Asuma que la composición molar del aire es: 80% N 2, y el resto O 2. Cuál es el porcentaje de O 2 consumido en el quemador, respecto de la cantidad de Oxígeno entrante? a) 20 b) 62,5 c) 80 d) 83,3 14. Un líquido fluye a través de la siguiente red de tuberías. El largo de las secciones de la tubería: P, Q, R y S presentadas en el esquema es igual. Los diámetros de las secciones P y Q son iguales y el diámetro de la sección Q es el doble del de S. El flujo es constante y laminar. Si se desprecia el efecto de la curvatura de las tuberías. Cuál es la razón de flujo volumétrico en la tubería de la sección Q a la sección S? Q R P S a) 16 b) 8 c) 2 d) 1 Página 3 de 6

4 velocidad de 15. Considere una operación de secado para la cual se obtuvo la curva de secado indicada, para una carga de sólidos (en base seca) de 50 kg/m 2. La velocidad constante de secado fue de 5 kg/m 2 hr. La tasa decreciente de secado es lineal respecto del contenido de humedad. Xc = 0,1 Xe = Xe Xc Humedad (kg H2O/ kg Cuál es el tiempo de secado (en horas) requerido para reducir la humedad inicial de un 25% a una humedad final del 2%? a) 1,55 b) 1,75 c) 3,25 d) 4, Cuál es la solución de la ecuación diferencial dada? a) b) c) d) 17. La población bacteriana de la leche se incrementa 200 veces en 18 horas cuando se almacena a 20 ºC. En cuánto se incrementará la población microbiana de la leche al cabo de 3 horas almacenada a 20 ºC? a) 1,34 veces b) 7,02 veces c) 2,42 veces d) 14,14 veces 18. En un corral cubierto para crianza de lechones, el aire debe tener una concentración máxima 2500 ppm de CO 2. El aire que ingresa tiene una concentración de 345 ppm de CO 2. Se sabe que por cada 26.4 kj de energía producida se genera 1 L CO 2. Si cada lechón pesa 20 kg y se tiene una producción de calor total igual a 4,8 kj/kg. Cuál es la cantidad de aire requerida para ventilar el corral?. a) 0,09 m 3 /s b) 1,4 m 3 /s c) 1,8 m 3 /s d) 44,5 m 3 /s 19. Dos reservorios idénticos sin tapa se drenan a través de una tubería acoplada en el fondo de cada reservorio, como se indica en la figura. Las tuberías de drenaje tienen el mismo largo pero diferente diámetro (D 1 > D 2 ). Si el flujo a través de las tuberías, en los dos tanques, es constante y laminar y si la relación del flujo en la tubería más ancha es 16 veces la de la pequeña, Cuál es la relación de los diámetros D 1 /D 2? L L D 1 D 2 a) 2 b) 4 c) 8 d) 16 Página 4 de 6

5 20. Un suelo de 0,8 m de profundidad tiene un contenido volumétrico de agua de 0,12. Cuál es la cantidad de agua requerida para llevar el contenido volumétrico de agua a 0,30? Considere que 1mm de agua = 1L/m 2. a) 0,144 m de agua b) 0,180 m de agua c) 0,336 m de agua d) 0,420 m de agua 21. Un aceite vegetal fluye con flujo laminar a través de una pared vertical. La densidad del aceite es de 920 kg/m3 y la viscosidad es de 0,28 Pa s. Si la velocidad media del fluido es 0,05 m/s. Cuál es el espesor de la lámina? a) 2,16 mm b) 0,36 mm c) 0,14 mm d) 1,76 mm 22. Una finca productora de cerdos, desea cultivar maíz en el terreno disponible y emplear el estiércol de cerdo para su plan de fertilización, según la estrategia de manejo de nutrientes basado en nitrógeno (N). La finca tiene una producción continua de 1000 cerdos durante todo el año. Los cerdos bebés ingresan con 50 lb de peso y son vendidos cuando alcanzan un peso de 250 lb. El cultivo de maíz requiere de 185 lb N total /ha. Asuma que el suelo a ser fertilizado no contiene nitrógeno residual. Se sabe por estudios que un cerdo de 100 lb genera 0,054 lb N/día. Asuma que las pérdidas de nitrógeno por almacenamiento y aplicación son del 40%. Bajo estas condiciones Cuál será el tamaño aproximado del terreno en ha que pueden dedicarse al cultivo de maíz? a) 64 ha b) 75 ha c) 96 ha d) 160 ha 23. En un cuarto frío cuyas dimensiones son 30 m X 15 m X 15 m, se almacenan 4000 TM de papas que ingresan a 30 ºC. Se desea enfriar las papas hasta los 2 ºC en un periodo de 30 días. El calor de respiración de las papas es de 20 W.m 3, y el calor específico de las papas es de 3,62 kj/ kg. ºK. Cuál es la capacidad requerida de refrigeración, si se desprecian otras fuentes de calor?. a) 21,1 kw b) 133,6 kw c) 154,7 kw d) 291,2 kw 24. Las vitaminas presentes en alimento peletizado de peces, se pierden muy rápidamente cuando el pelet se pone en contacto con el agua. Se estima que la pérdida de ácido pantoténico (Vit B 5 ) es del 40% por cada 30 segundos que el pelet permanece en contacto con el agua. Si el nivel inicial de ácido pantoténico en al alimento seco es de 80 mg/kg de producto seco, cuál será el tiempo que debe pasar el pelet en el agua sin que sea consumido por los peces, antes de que el nivel de ácido pantoténico decrezca a 18 mg/kg de producto seco?. Asuma que la pérdida de vitaminas obedece a una reacción de primer orden. a) 2,9 s b) 49 s c) 88 s d) 130 s 25. Para la pared de concreto indicada en la figura (caso 1), la temperatura de interfase en estado estacionario es 180 ºC. Si el espesor de la pared P se duplica (caso 2). Cuál es el porcentaje de reducción de la tasa de transferencia de calor, si se asume conducción en 1 dimensión?. L 2L P Q P Q 500 ºC 180 ºC CASO I 20 ºC 500 ºC CASO II 20 ºC a) 20% b) 40% c) 50% d) 70% Página 5 de 6

6 26. En un intercambiado de calor de tubos y coraza a contracorriente, se enfría aceite (ṁ = 2 kg/s; Cp = 2,1 kj/kg ºC) de 90 ºC a 40 ºC, con agua (ṁ = 1 kg/s; Cp = 4,2 kj/kg ºC) que entra al tubo interno a 10 ºC. el diámetro del tubo interno es de 3 cm y el largo es de 5 m. Desprecie la resistencia de las paredes. Cuál es el coeficiente global de transferencia de calor en función del diámetro interno, en kw/m 2 ºK? a) 0,743 b) 7,43 c) 74,3 d) 2475 Preguntas con datos comunes. Valoración de 2 puntos cada una. Datos para las preguntas 27 y 28 Un gas ideal con una capacidad calórica molar (donde R = 8,314 J/mol ºK) es comprimido adiabáticamente, en un sistema cerrado, de 1 bar y 300 ºK a una presión P 2. La temperatura final después de la compresión es de 600 ºK y la eficiencia mecánica de la compresión es del 50%. 27. Cuál es el trabajo requerido para la compresión en kj/mol? a) 3,74 b) 6,24 c) 7,48 d) 12, Cuál es la presión final P 2 en bar? a) 2 3/4 b) 2 5/4 c) 2 3/2 d) 2 5/2 Datos para las preguntas 29 y 30 El Bacillus stearothermophilus tiene un Z de 10,20 ºC a la temperatura de referencia de 121 ºC, y un D 121 de 3 minutos. 29. Cuál es el valor de Z del mismo microorganismo a 135 ºC? a) 9,73 ºC b) 10,20 ºC c) 10,95 ºC d) 11,15 ºC 30. Cuál es el valor de D del mismo microorganismo a 135 ºC? a) 1,27 min b) 3,27 min c) 0,127 min d) 0,3 min Página 6 de 6