20 Preguntas de Práctica de Ciencia y ciclo de refrigeración con Respuestas

1. 1. Un propietario dice que el aire acondicionado "fabrica frío y lo sopla dentro de la casa". ¿Cuál es la descripción técnicamente correcta de lo que el equipo realmente hace?

   • A.Traslada calor del aire interior hacia el aire exterior.✓ Respuesta
   • B.Crea frío en el evaporador y lo reparte por los conductos.
   • C.Convierte el calor interior en energía fría del refrigerante.
   • D.Destruye la energía térmica dentro del compresor al comprimir.

   La energía ni se crea ni se destruye, y no existe la "energía fría". Un sistema de refrigeración baja la temperatura interior transportando calor fuera del espacio: el refrigerante del evaporador se mantiene más frío que el aire interior, de modo que el calor fluye del aire al refrigerante y luego se rechaza al exterior.

   Ref. QB-RHG6DCFuente: NATE Core knowledge areas, Using Basic Science — mechanics and conservation of energy; direction of heat flowReportar un problema con esta pregunta

2. 2. ¿Cuál enunciado distingue correctamente el calor sensible del calor latente?

   • A.Ambos suben la temperatura, pero el calor latente actúa solo en los líquidos y el sensible solo en gases.
   • B.El calor sensible cambia la temperatura sin cambio de estado; el calor latente cambia el estado sin cambio de temperatura.✓ Respuesta
   • C.El calor sensible cambia el estado sin cambio de temperatura; el latente cambia la temperatura sin cambio de estado.
   • D.El calor sensible se mide en BTU, mientras que el calor latente se mide en grados de aumento de temperatura.

   El calor sensible es el que registra un termómetro: sube o baja la temperatura mientras la sustancia permanece en la misma fase. El calor latente es el calor "oculto" que se absorbe o libera al hervir, condensar, fundir o congelar, y mientras ocurre ese cambio de estado la temperatura se mantiene constante. Ambos son cantidades de calor y ambos se miden en BTU.

   Ref. QB-72YNMAFuente: NATE Core knowledge areas, Taking Temperature and Humidity Measurements — latent heat and sensible heatReportar un problema con esta pregunta

3. 3. En una tarde calurosa y húmeda, el serpentín interior está condensando una gran cantidad de agua del aire de retorno. ¿Cómo afecta esa eliminación de humedad a la carga que el sistema debe atender?

   • A.No afecta la carga, porque solo el bulbo seco fija la capacidad necesaria.
   • B.Reduce la carga total, porque el condensado se lleva el calor por el desagüe.
   • C.Agrega carga latente, porque hay que retirar calor para condensar el vapor.✓ Respuesta
   • D.Agrega carga sensible, porque extraer el agua es lo que baja el bulbo seco.

   Al condensarse, el vapor de agua libera su calor latente de vaporización en el serpentín, y el sistema debe retirar ese calor igual que retira el sensible. En clima húmedo la porción latente puede ser una parte grande de la carga total, y por eso un equipo puede satisfacer el termostato en bulbo seco y aun así dejar el ambiente pegajoso.

   Ref. QB-QH5U7BFuente: NATE Core knowledge areas, Taking Temperature and Humidity Measurements — fundamentals of humidity; latent and sensible heatReportar un problema con esta pregunta

4. 4. Un técnico apunta un termómetro infrarrojo a una línea de succión y lee su temperatura superficial sin tocarla. ¿En qué modo de transferencia de calor se basa ese instrumento?

   • A.Evaporación, porque la película de humedad de la tubería enfría el sensor.
   • B.Conducción, porque el calor pasa por contacto directo entre tubería y medidor.
   • C.Radiación, porque la energía viaja como ondas y no necesita medio material.✓ Respuesta
   • D.Convección, porque las corrientes de aire llevan el calor hasta el sensor.

   La conducción exige contacto directo, la convección exige un fluido en movimiento y la radiación viaja como energía electromagnética por el espacio. Un termómetro infrarrojo detecta energía radiada, por eso lee solo la temperatura superficial de un objeto, se ve afectado por la emisividad de esa superficie y no puede medir la temperatura del aire.

   Ref. QB-62MBF9Fuente: NATE Core knowledge areas, Taking Temperature and Humidity Measurements — conduction, convection and radiation; infrared thermometersReportar un problema con esta pregunta

5. 5. Para un refrigerante puro en condición de saturación, con líquido y vapor presentes a la vez, ¿cuál es la relación entre presión y temperatura?

   • A.La presión y la temperatura son independientes; una puede cambiar sola.
   • B.Elevar la presión reduce la temperatura a la que hierve el refrigerante.
   • C.La temperatura de saturación la fija la carga en libras, no la presión.
   • D.Cada presión de saturación tiene una temperatura, y al subir la presión sube.✓ Respuesta

   En saturación, la presión y la temperatura de un refrigerante puro están ligadas en una relación fija de uno a uno, que es justamente lo que tabula una carta presión-temperatura. Todo el ciclo se apoya en esto: el compresor sube la presión para que el refrigerante condense a una temperatura superior a la ambiente exterior, y el dispositivo de expansión baja la presión para que hierva a una temperatura inferior a la del aire interior.

   Ref. QB-PHSG2AFuente: NATE Core knowledge areas, Using Basic Science — temperature versus pressure and the saturation relationshipReportar un problema con esta pregunta

6. 6. ¿Qué le ocurre al refrigerante dentro de un serpentín evaporador que funciona correctamente?

   • A.Permanece totalmente líquido y solo se enfría al recorrer la tubería.
   • B.Se comprime a mayor presión para poder entonces absorber el calor.
   • C.Absorbe calor del aire y hierve de líquido a vapor en el serpentín.✓ Respuesta
   • D.Se condensa de vapor a líquido y cede su calor al aire que pasa.

   El evaporador es el componente absorbedor de calor del lado de baja. El líquido a baja presión que entra desde el dispositivo de expansión hierve a una temperatura inferior a la del aire, así que el calor pasa del aire al refrigerante como calor latente. Cuando la última gota de líquido ha hervido, el vapor restante sigue absorbiendo calor sensible, que es el sobrecalentamiento medido a la salida del serpentín.

   Ref. QB-529Z98Fuente: NATE CHP-5 HVAC Fundamentals knowledge areas, heat transfer and the basic cooling cycle — basic refrigeration circuitReportar un problema con esta pregunta

7. 7. ¿Cuál enunciado describe mejor la función del compresor en el circuito de refrigeración?

   • A.Enfría el refrigerante para que el condensador rechace calor.
   • B.Eleva la presión y la temperatura del vapor refrigerante.✓ Respuesta
   • C.Condensa el vapor a líquido antes de que llegue al condensador.
   • D.Dosifica refrigerante líquido al evaporador a un caudal controlado.

   El compresor es una bomba de vapor. Comprimir el vapor eleva su presión y con ella su temperatura de saturación, de modo que el refrigerante pueda después condensar a una temperatura superior a la del aire exterior. El vapor se comprime pero el líquido no, así que el líquido que regrese por la línea de succión puede dañar válvulas y pistones: esa es la razón práctica de verificar el sobrecalentamiento.

   Ref. QB-NHE6V8Fuente: NATE CHP-5 HVAC Fundamentals knowledge areas, heat transfer and the basic cooling cycle — basic refrigeration circuitReportar un problema con esta pregunta

8. 8. Comparando el calor que rechaza el condensador con el calor que absorbe el evaporador en un mismo sistema en operación, ¿cuál enunciado es correcto?

   • A.El condensador rechaza más, porque suma el calor de compresión.✓ Respuesta
   • B.Cuál es mayor depende del dispositivo de expansión y no se generaliza.
   • C.El condensador rechaza menos, porque la línea de succión pierde calor.
   • D.Los dos son siempre iguales, porque el calor que entra debe salir.

   El calor total de rechazo es igual al calor absorbido en el evaporador más la energía de trabajo que el compresor entrega al refrigerante. Como ese trabajo se convierte en calor en el vapor de descarga, el condensador siempre tiene más calor que expulsar del que captó el evaporador, y por eso se dimensiona para más que la carga del evaporador.

   Ref. QB-C2RBGGFuente: NATE CHP-5 HVAC Fundamentals knowledge areas, heat transfer and the basic cooling cycle — dynamic analysis of temperatures and pressures in the refrigerant circuitReportar un problema con esta pregunta

9. 9. ¿Qué dos componentes dividen un sistema de refrigeración mecánica en su lado de alta presión y su lado de baja presión?

   • A.El compresor y el dispositivo de expansión.✓ Respuesta
   • B.El filtro deshidratador y el acumulador.
   • C.El condensador y el recibidor de líquido.
   • D.El evaporador y el serpentín condensador.

   La presión solo cambia donde se añade trabajo o donde se estrangula el flujo. El compresor eleva la presión en su descarga y el dispositivo de expansión la reduce en su salida, así que el lado de alta va desde la descarga del compresor, por el condensador y la línea de líquido, hasta la entrada del dispositivo de expansión, y el lado de baja va desde la salida de éste, por el evaporador y la línea de succión, de vuelta al compresor.

   Ref. QB-VHWG3HFuente: NATE CHP-5 HVAC Fundamentals knowledge areas, heat transfer and the basic cooling cycle — basic refrigeration circuit componentsReportar un problema con esta pregunta

10. 10. Un técnico lee una presión de succión cuya temperatura de saturación es 40 °F y mide la línea de succión en ese mismo punto a 52 °F. ¿Cuál es la interpretación correcta?

    • A.12 °F de sobrecalentamiento, así que del serpentín sale vapor.✓ Respuesta
    • B.12 °F de subenfriamiento, así que hay ahí una columna sólida de líquido.
    • C.92 °F de sobrecalentamiento, sumando las dos lecturas medidas.
    • D.40 °F de sobrecalentamiento, pues la saturación ya es ese valor.

    El sobrecalentamiento es la temperatura real de la línea menos la temperatura de saturación correspondiente a la presión medida: 52 °F menos 40 °F son 12 °F. Cualquier sobrecalentamiento medible demuestra que el refrigerante hirvió por completo y que el vapor superó la temperatura de saturación, que es lo que mantiene el líquido fuera del compresor.

    Ref. QB-W478KGFuente: NATE CHP-5 HVAC Fundamentals knowledge areas, heat transfer and the basic cooling cycle — superheatReportar un problema con esta pregunta

11. 11. Una presión de línea de líquido corresponde a una temperatura de saturación de 110 °F y la línea de líquido en el mismo punto mide 98 °F. ¿Cuál enunciado es correcto?

    • A.Hay 12 °F de sobrecalentamiento a la salida del condensador.
    • B.Hay 208 °F de subenfriamiento, sumando los dos valores dados.
    • C.Hay 12 °F de subenfriamiento en ese punto de la línea de líquido.✓ Respuesta
    • D.No hay subenfriamiento, pues la línea debe leer sobre la saturación.

    El subenfriamiento es la temperatura de saturación correspondiente a la presión medida en la línea de líquido menos la temperatura real de esa línea: 110 °F menos 98 °F son 12 °F. El líquido enfriado por debajo de su temperatura de saturación no se evapora súbitamente en la línea, así que el subenfriamiento evidencia que una columna sólida de líquido, y no una mezcla con burbujas, alimenta al dispositivo de expansión.

    Ref. QB-DMZ2ZFFuente: NATE CHP-5 HVAC Fundamentals knowledge areas, heat transfer and the basic cooling cycle — subcoolingReportar un problema con esta pregunta

12. 12. Una temperatura de línea de succión exactamente igual a la temperatura de saturación de la presión de succión medida significa cero sobrecalentamiento. ¿Qué le indica eso al técnico?

    • A.El refrigerante sigue saturado y el líquido puede volver al compresor.✓ Respuesta
    • B.El dispositivo de expansión está tapado y el caudal se detuvo.
    • C.El evaporador está falto de líquido y el sistema tiene poca carga.
    • D.El compresor recibe vapor seco con un margen de seguridad amplio.

    Mientras coexistan líquido y vapor, la mezcla permanece a temperatura de saturación por más calor que se agregue, y la temperatura no puede subir por encima de la saturación hasta que hierva la última gota. Por eso, cero sobrecalentamiento significa que la ebullición no terminó dentro del serpentín y que el líquido sin hervir puede viajar por la línea de succión hasta el compresor.

    Ref. QB-X4JJRHFuente: NATE CHP-5 HVAC Fundamentals knowledge areas, heat transfer and the basic cooling cycle — superheatReportar un problema con esta pregunta

13. 13. ¿Cómo se relacionan entre sí el sobrecalentamiento del evaporador y el sobrecalentamiento total en un mismo sistema en operación?

    • A.El total se mide a la salida del condensador y el del evaporador en la válvula.
    • B.El del evaporador suele ser el mayor de los dos en un equipo en marcha.
    • C.Siempre son idénticos, porque el sobrecalentamiento no cambia tras el serpentín.
    • D.El sobrecalentamiento total en el compresor suele superar al del evaporador.✓ Respuesta

    El sobrecalentamiento del evaporador se lee a la salida del serpentín y muestra lo que hace el propio serpentín; el total se lee en la entrada del compresor y muestra lo que el compresor realmente recibe. Como la línea de succión absorbe calor del entorno entre esos dos puntos, el total suele ser el valor mayor, y confundirlos lleva a conclusiones erróneas sobre la carga.

    Ref. QB-EMCD6HFuente: NATE CHP-5 HVAC Fundamentals knowledge areas, heat transfer and the basic cooling cycle — superheatReportar un problema con esta pregunta

14. 14. La carga interior sube bruscamente en una tarde calurosa. ¿En qué se diferencia la respuesta de una válvula de expansión termostática de la de un dispositivo de orificio fijo?

    • A.Ninguno responde a la carga; el flujo lo fija la velocidad del compresor.
    • B.Ambos modulan para mantener el sobrecalentamiento, pero el orificio es más rápido.
    • C.La válvula cierra para proteger el compresor mientras el orificio abre más.
    • D.La válvula abre más para sostener el sobrecalentamiento; el orificio no puede.✓ Respuesta

    Una válvula de expansión termostática detecta la temperatura y la presión del refrigerante que sale del serpentín y modula su orificio para mantener el sobrecalentamiento cerca de un valor ajustado en un amplio rango de cargas. Un orificio fijo o tubo capilar tiene un paso único; su caudal varía solo con la diferencia de presión, así que no puede seguir una carga cambiante y su sobrecalentamiento oscila con la carga y la carga de refrigerante.

    Ref. QB-U4GJ8EFuente: NATE CHP-5 HVAC Fundamentals knowledge areas, heat transfer and the basic cooling cycle — metering devicesReportar un problema con esta pregunta

15. 15. ¿En qué se diferencia en principio una válvula de expansión electrónica de una válvula de expansión termostática convencional?

    • A.Un controlador la posiciona con señales de temperatura y presión.✓ Respuesta
    • B.No tiene partes móviles y dosifica solo por el tamaño de un orificio.
    • C.Responde solo a la presión de alta e ignora la salida del evaporador.
    • D.Detecta la salida del serpentín con bulbo y capilar, como una TXV.

    Ambos tipos controlan el sobrecalentamiento, pero la termostática es un dispositivo mecánico autónomo que equilibra la presión del bulbo contra el resorte y la presión del evaporador, mientras que la electrónica la acciona un controlador que lee sensores. Como el controlador actúa de forma continua y puede cambiar su objetivo, la válvula electrónica mantiene el sobrecalentamiento con mayor precisión y en un rango más amplio de cargas y temperaturas de evaporación.

    Ref. QB-BMADNDFuente: NATE CHP-5 HVAC Fundamentals knowledge areas, heat transfer and the basic cooling cycle — metering devicesReportar un problema con esta pregunta

16. 16. ¿Cuál enunciado empareja correctamente el método de verificación de carga con el dispositivo de expansión?

    • A.Los sistemas de orificio fijo se verifican por sobrecalentamiento y los de TXV por subenfriamiento.✓ Respuesta
    • B.Ambos se verifican por sobrecalentamiento, que siempre refleja la carga del sistema.
    • C.Los de orificio fijo se verifican por subenfriamiento y los de TXV por sobrecalentamiento.
    • D.Ambos se verifican leyendo solo la presión de succión, sin medir ninguna temperatura.

    Una válvula de expansión termostática modula para mantener el sobrecalentamiento cerca de su ajuste en un rango de cargas, así que ahí el sobrecalentamiento dice poco sobre la carga; el subenfriamiento, que refleja el inventario de líquido acumulado en el condensador, es el indicador útil. Un orificio fijo no puede modular, por lo que su sobrecalentamiento varía directamente con la carga y es la medición apropiada, contrastada con la tabla del fabricante según el bulbo seco exterior y el bulbo húmedo interior medidos.

    Ref. QB-V4UVDFFuente: NATE CHP-5 HVAC Fundamentals knowledge areas, heat transfer and the basic cooling cycle — superheat and subcoolingReportar un problema con esta pregunta

17. 17. Un sistema de enfriamiento opera con sobrecalentamiento alto y subenfriamiento bajo. Suponiendo que ya se verificó que el caudal de aire y la limpieza de los serpentines son normales, ¿qué indica esa combinación?

    • A.Sobrecarga, con exceso de líquido acumulado dentro del condensador.
    • B.Carga insuficiente o una restricción que deja seco al evaporador.✓ Respuesta
    • C.Un ventilador del condensador que enfría de más el líquido.
    • D.Un dispositivo de expansión que inunda el serpentín evaporador.

    Un subenfriamiento bajo significa que no llega suficiente inventario de líquido al dispositivo de expansión, y un sobrecalentamiento alto significa que el evaporador se queda sin líquido pronto y termina el serpentín con vapor. Tanto poca carga como una restricción que limita el flujo de líquido producen ese mismo patrón de inanición, por eso el paso siguiente es buscar la caída de presión o temperatura que identifica la restricción.

    Ref. QB-CMNQTEFuente: NATE CHP-5 HVAC Fundamentals knowledge areas, heat transfer and the basic cooling cycle — superheat and subcooling diagnosticsReportar un problema con esta pregunta

18. 18. Dos sistemas muestran baja presión de succión: uno tiene poca carga y el otro un filtro deshidratador de línea de líquido parcialmente obstruido. ¿Qué observación separa mejor las dos condiciones?

    • A.No pueden distinguirse sin recuperar y pesar de nuevo toda la carga.
    • B.Solo el de poca carga muestra sobrecalentamiento alto; la restricción no lo hace.
    • C.El restringido mantiene el subenfriamiento y cae la temperatura en el filtro.✓ Respuesta
    • D.Solo el restringido baja la presión de succión; la poca carga la sube.

    Ambas fallas dejan al evaporador falto de líquido, así que ambas bajan la presión de succión y suben el sobrecalentamiento. La diferencia está en dónde queda el refrigerante: una restricción represa líquido aguas arriba, de modo que el subenfriamiento se mantiene o sube y la caída de presión en el deshidratador aparece como caída de temperatura, a veces con sudoración o escarcha. El sistema con poca carga simplemente tiene poco refrigerante en todas partes, y el subenfriamiento es bajo en toda la línea de líquido.

    Ref. QB-25MJ9NFuente: NATE CHP-5 HVAC Fundamentals knowledge areas, heat transfer and the basic cooling cycle — dynamic analysis of temperatures and pressures in the refrigerant circuitReportar un problema con esta pregunta

19. 19. Un sistema está cargado con una mezcla zeotrópica que tiene un deslizamiento de temperatura apreciable. ¿Qué temperatura de saturación debe usarse para cada cálculo?

    • A.El deslizamiento no afecta estos cálculos; un solo valor de saturación sirve para ambos.
    • B.Usar el punto de burbuja para el subenfriamiento y el de rocío para el sobrecalentamiento.✓ Respuesta
    • C.Usar el punto medio del rango de deslizamiento para los dos cálculos anteriores.
    • D.Usar el punto de rocío para el subenfriamiento y la burbuja para el sobrecalentamiento.

    En una mezcla zeotrópica los componentes hierven y condensan en un rango de temperaturas, no en un punto único. El punto de burbuja es donde el último vapor condensa a líquido, por eso es la referencia del subenfriamiento; el punto de rocío es donde el último líquido termina de hervir a vapor, por eso es la referencia del sobrecalentamiento. Usar el extremo equivocado del deslizamiento desplaza todas las lecturas en la magnitud del glide.

    Ref. QB-HMEDPMFuente: Standard refrigeration cycle theory — zeotropic blend temperature glide, bubble point and dew pointReportar un problema con esta pregunta

20. 20. ¿Por qué una mezcla zeotrópica debe extraerse del cilindro en fase líquida al cargar un sistema, en lugar de tomarla como vapor?

    • A.Porque cargar líquido es más rápido y ayuda a enfriar el compresor.
    • B.Porque cargar vapor no sube la presión lo bastante para arrancar.
    • C.Porque la mezcla lleva el aceite, que solo pasa en fase líquida.
    • D.Porque extraer vapor cambiaría la composición de la mezcla.✓ Respuesta

    Una mezcla zeotrópica combina refrigerantes con puntos de ebullición distintos, así que el vapor que sale del cilindro es más rico en el componente más volátil. Extraer vapor fracciona la mezcla y ni el cilindro ni el sistema quedan con la proporción prevista, lo que altera presiones, capacidad y deslizamiento. Por eso se extrae líquido, dosificándolo o estrangulándolo para que el compresor nunca reciba un golpe de líquido.

    Ref. QB-3V5QRBFuente: Standard refrigeration cycle theory — zeotropic blends, fractionation and liquid charging practiceReportar un problema con esta pregunta

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