PRINCIPIOS DE TERMODINÁMICA

Universidad del Valle de MéxicoIng. Fco. Javier Gutiérrez M.

Licenciatura Lx - Lunes

●Fecha de Inicio 18 Junio 2012

●Fin de clases 29 Sept. 2012

Licenciatura Lx - Viernes

●Fecha de Inicio 22 Junio 2012

●Fin de clases 29 Sept. 2012

Licenciatura Lx

●Primer Examen Parcial

06 Agosto 2012 - Gpo.Lunes10 Agosto 2012 - Gpo.Viernes

●Segundo Examen Parcial y Retro.17 Septiembre 2012 - Gpo.Lunes21 Septiembre 2012 - Gpo.Viernes

Días y horario

●Lunes o Viernes 19:00 – 22:00 hrs.

Tolerancia máx. 15 min.

Máximo de faltas 3

Objetivo General

El estudiante analizará los conceptos, leyes y principios fundamentales de la termodinámica, mediante la evaluación de sistemas termodinámicos utilizados en ingeniería.

Unidades

1.- Introducción, conceptos y definiciones.2.- Sustancia pura.3.- Trabajo y Calor.4.- Primera Ley de la Termodinámica.5.- Segunda Ley de la Termodinámica.6.- Conservación de la cantidad de movimiento para un volumen de control.

Objetivos Específicos yTemas por Unidad

1.- Introducción, conceptos y definiciones

●Objetivo de la unidad :

El estudiante identificará los conceptos fundamentales de la termodinámica, con el propósito de utilizarlos en la solución de problemas tipo.

1.- Introducción, conceptos y definiciones

●Definición de Termodinámica.

●Sistema Termodinámico y volumen de control.

●Puntos de vista macroscópico y microscópico.

●Propiedades y estado de una substancia.

●Procesos y Ciclos.●Equilibrio Termodinámico.

●Ley Cero de la Termodinámica.

●Escalas de Temperatura.

2.- Sustancias Puras

●Objetivo de la unidad :

El estudiante distinguirá las propiedades termodinámicas de las sustancias puras, para la evaluación de sistemas termodinámicos.

2.- Sustancias Puras

●Sustancia pura. ●Fase de equilibrio vapor-sólido-líquido en una sustancia pura.

●Propiedades independientes de una sustancia pura.

●Ecuaciones de estado para la fase vapor de una sustancia compresible simple.

●Tablas de propiedades termodinámicas.

●Gases ideales. ●Aplicación en problemas de balance de energía.

3.- Trabajo y Calor

●Objetivo de la unidad :

El estudiante analizará los distintos conceptos de trabajo y su relación con las pérdidas de calor, para el análisis de sistemas termodinámicos.

3.- Trabajo y Calor

●Trabajo Mecánico. ●Trabajo efectuado en el límite móvil de un sistema simple compresible de un proceso de cuasiequilibrio.

●Tipos de trabajo.●Trabajo neto. ●Potencia. ●Calor. ●Comparación entre calor y trabajo.

4.- Primera Ley de la Termodinámica

●Objetivo de la unidad :

El estudiante aplicará los conceptos de la primera ley de la termodinámica en un ciclo y en un sistema.

4.- Primera Ley de la Termodinámica

●Primera ley para un sistema que sigue un ciclo.

●Primera ley de la termodinámica para un sistema con cambio de estado.

●Energía interna como propiedad termodinámica.

●Ley de conservación de la masa y volumen de control.

●Primera ley de la Termodinámica para un volumen de control.

●Proceso de estado estable y flujo estable.

●Energía total y tipos de energía.

●Trabajo de flujo. ●Efectos de la viscosidad. Pérdidas por fricción.

●Entalpía como propiedad termodinámica.

●Calores específicos y coeficiente de Joule-Thomson.

●Aplicaciones de la primera ley a gases ideales y sus mezclas.

5.- Segunda Ley de la Termodinámica

●Objetivo de la unidad :

El estudiante comprobará la aplicación de la Segunda ley de la Termodinámica y la entropía en sistemas termodinámicos cíclicos.

5.- Segunda Ley de la Termodinámica

●Máquinas Térmicas y bombas de calor.

●Criterios de Kelvin-Planck y de Clausius sobre la segunda ley de la termodinámica.

●Procesos reversibles. ●Ciclo de Carnot. ●Desigualdad de Clausius. ●Entropía como propiedad de un sistema.

●Entropía de una sustancia pura.

●Segunda ley de la termodinámica para un volumen de control.

●Ecuación de Bernoulli. ●Aplicaciones de la segunda ley a gases ideales y sus mezclas.

●Proceso poli trópico. ●Aplicaciones de los procesos poli trópicos a gases ideales.

6.- Conservación de la cantidad de movimiento para un volumen de control

●Objetivo de la unidad :

El estudiante aplicará la ecuación de cantidad de movimiento en la solución de problemas en turbo máquinas.

6.- Conservación de la cantidad de movimiento para un volumen de control

●Ecuación de la cantidad de movimiento lineal

●Ecuación de la cantidad de movimiento angular.

●Aplicaciones a turbo máquinas.

Acreditación del Curso

●El curso se acredita con dos evaluaciones parciales en las cuales se considerarán tanto las pruebas objetivas como los productos elaborados dentro del proceso de enseñanza aprendizaje.

ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE ACOMPAÑADAS CON EL DOCENTE

Actividades de Aprendizaje

●Exponer la teoría, determinando elementos básicos para su aplicación profesional.

●Presentar dibujos y/o gráficas para explicar un modelo teórico.

●Presentar ejemplos de aplicación.

Actividades de Aprendizaje

●Presentar casos estudio con estructura metodológica.

●Llevar a cabo lecturas dirigidas, seminarios de discusión y análisis de temas actuales.

●Fomentar la participación del estudiante en clase.

Actividades de Aprendizaje

●Formar equipos de trabajo para el análisis y solución de problemas.

●Diseñar prácticas de laboratorio.

●Explicar estructura y funcionamiento de software especializado.

●Explicar modelos de solución de problemas.

Actividades de Aprendizaje

●Explicar modelos físicos.

●Presentar videos.

●Presentar estrategias de solución de problemas.

●Trabajar con la técnica de aprendizaje basado en problemas.

ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE INDEPENDIENTE

Actividades de Aprendizaje

●Realizar investigación documental y analizar textos, identificando elementos aplicados a la realidad profesional.

●Realizar investigación por Internet para obtener la información necesaria para el análisis de problemas.

●Realizar visitas a plantas industriales extra clase.

Actividades de Aprendizaje

●Realizar visitas a centros de investigación extra clase.

●Realizar ensayos basados en las visitas independientes.

●Realizar prácticas de aplicación de conceptos teóricos.

●Resolver problemas para la aplicación de modelos.

Actividades de Aprendizaje●Responder cuestionarios ( Quiz )

●Resolver casos prácticos de estudio.

●Formular soluciones para proyectos reales.

●Realizar trabajos de investigación aplicados a problemas reales.

●Simular en software especializado el comportamiento de sistemas reales.

EvaluaciónLa evaluación del curso es de carácter

integral, acumulativo, formativo, sumativo, participativo y de aplicación continua a los estudiantes durante el desarrollo del curso, por medio del cual se exploran y valoran los avances de las unidades de aprendizaje, a través de elaborar proyectos, trabajos, ensayos, investigaciones, prácticas, participaciones en clase y cualquiera otra forma de evaluación que se estime conveniente.

Evaluación

Cabe señalar que la evaluación del aprendizaje se adaptará a la metodología y estrategias de enseñanza aprendizaje que se utilicen.

Criterios de Evaluación

●Resolución ejercicios y problemas 30 %●Exposiciones y Proyectos asignados 15 %●Quiz 15 %●Participación en Clase, desarrollo de trabajo en equipo y Foros de discusión 10 %●Examen parcial ( 2 ) 30 %

●Total 100 %

Bibliografía Básica●Cengel, Yunes A. Thermodynamics. 4th edition, Boston: Edit. McGraw Hill. 2002

●Granet, Irving. Thermodynamics and Heat Power. 6th edición, New Jersey: Edit. Prentice Hall 2000.

●Wark, Kenneth D. Termodinámica. 6ª edición, México: Edit. McGraw Hill. 1999

●Russell, Lyn D. Termodinámica Clásica. Edit. Prentice Hall México. 2000