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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN

CONTENIDO PROGRAMÁTICO DE LAS ASIGNATURAS DEL PLAN DE ESTUDIOS 2005

DE LA CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA

PRIMER SEMESTRE

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FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA

PROGRAMA DE LA MATERIA: ÁLGEBRA , QUE CURSARÁN LOS ALUMNOS DE PRIMER SEMESTRE . DE INGENIERÍA QUÍMICA , HORAS/SEMANA : 5 (3 TEÓRICAS / 2 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 8 CLAVE: 1120 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICAS. SECCIÓN DE SISTEMAS MATEMÁTICOS DISCRETOS CAMPO: BÁSICO CARÁCTER: OBLIGATORIO MODALIDAD: CURSO ASIGNATURA PRECEDENTE: _____NINGUNA_____. ASIGNATURA SUBSECUENTE: CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL

INTRODUCCIÓN:

FUE 350 AÑOS ANTES DE CRISTO CUANDO EL FILÓSOFO GRIEGO EUCLIDES PROPUSO LA METODOLOGÍA QUE SE HA UTILIZADO DESDE ENTONCES PARA EL DESARROLLO DE LAS MATEMÁTICAS, LA COMPROBACIÓN DE TEOREMAS A PARTIR DE UNOS CUANTOS AXIOMAS FUNDAMENTALES Y EL USO DE LA LÓGICA DEDUCTIVA.

EL ÁLGEBRA, QUE EN SUS PRIMEROS TIEMPOS SE DEDICABA CASI EXCLUSIVAMENTE A LA SOLUCIÓN DE ECUACIONES, NACIÓ DEL INTENTO DE RESOLVER PROBLEMAS INVERSOS DE LA ARITMÉTICA A LOS QUE SE ENFRENTARON EGIPCIOS Y BABILONIOS. EN EL SIGLO VIII DE NUESTRA ERA, AL KHWARISMI RESUMIÓ TODOS LO CONOCIMIENTOS DE SU ÉPOCA EN UN TEXTO CLÁSICO, “AL-JAEBR”, EN EL QUE PROPUSO UN SIMBOLISMO ESPECIAL PARA EXPRESAR LAS RELACIONES ENTRE NÚMEROS Y FUNCIONES. EN LA EDAD MEDIA, EL ÁLGEBRA EVOLUCIONÓ PRINCIPALMENTE GRACIAS A LOS ESTUDIOS DE LOS MATEMÁTICOS ITALIANOS TARTAGLIA, CARDANO, REGIOMONTANO, PACCIOLI, Y VIETA. POSTERIORMENTE, DESPUÉS DE LA INVENCIÓN DEL CÁLCULO INFINITESIMAL, SE DESARROLLÓ EL ÁLGEBRA LINEAL.

EL ÁLGEBRA ES EL LENGUAJE SIMBÓLICO DE LAS MATEMÁTICAS, Y SE FUNDAMENTA EN TEOREMAS CONSTRUIDOS A PARTIR DEL RAZONAMIENTO EUCLIDIANO. EL ÁLGEBRA ES LA BASE PARA ACCEDER AL ESTUDIO DEL CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL, EL ANÁLISIS VECTORIAL, LOS MÉTODOS NUMÉRICOS, LAS ECUACIONES DIFERENCIALES, Y LOS DIVERSOS TÓPICOS DE LAS MATEMÁTICAS AVANZADAS. ASIMISMO, CONFORMA LA HERRAMIENTA BÁSICA PARA LA FORMULACIÓN Y COMPRENSIÓN DE LOS MODELOS MATEMÁTICOS QUE DESCRIBEN LOS FENÓMENOS FÍSICOS Y QUÍMICOS EN APLICACIONES PRÁCTICAS DE LA VIDA DIARIA Y DE LA INGENIERÍA. ES POR ELLO QUE SE INCORPORA ESTE CURSO DE ÁLGEBRA INTERMEDIA EN EL PRIMER SEMESTRE DE LA CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA.

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OBJETIVO GENERAL DEL CURSO.

LOGRAR QUE EL ALUMNO ANALICE, COMPRENDA Y UTILICE LOS CONCEPTOS Y MÉTODOS DEL ÁLGEBRA DE SISTEMAS NUMÉRICOS Y DEL ÁLGEBRA MATRICIAL PARA RESOLVER ANALÍTICAMENTE DIFERENTES TIPOS DE ECUACIONES ALGEBRAICAS Y SISTEMAS DE ECUACIONES SIMULTÁNEAS LINEALES Y NO LINEALES, LO CUAL LE DARÁ LAS HERRAMIENTAS NECESARIAS PARA INICIAR EL ESTUDIO DE LA FÍSICA, EL CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL Y LAS ASIGNATURAS DEL CAMPO DE CIENCIAS BÁSICAS E INGENIERÍA.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS: AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE :

• UTILIZAR LA NOTACIÓN CONVENCIONAL DE LA TEORÍA DE CONJUNTOS PARA ESPECIFICAR EL DOMINIO DE LOS NÚMEROS NATURALES, ENTEROS, REALES Y COMPLEJOS.

• REALIZAR OPERACIONES ELEMENTALES DEL ÁLGEBRA DE CONJUNTOS COMO: UNIONES, INTERSECCIONES, COMPARACIONES, ETC., UTILIZANDO DIAGRAMAS DE VENN Y TABLAS DE PERTENENCIA.

• REALIZAR LAS OPERACIONES FUNDAMENTALES DEL ÁLGEBRA, SUMA, MULTIPLICACIÓN, DIVISIÓN, POTENCIACIÓN, RADICACIÓN, MULTIPLICACIÓN DE POLINOMIOS, DIVISIÓN DE POLINOMIOS, FACTORIZACIÓN, SUMA DE FRACCIONES RACIONALES, ETC.

• REALIZAR OPERACIONES DEL ÁLGEBRA ELEMENTAL DE NÚMEROS COMPLEJOS EN SUS FORMULACIONES BINOMIAL, POLAR Y EXPONENCIAL. • REALIZAR OPERACIONES ELEMENTALES DE ÁLGEBRA MATRICIAL: ADICIÓN, MULTIPLICACIÓN, TRANSPOSICIÓN, INVERSIÓN, CÁLCULO DE

LA TRAZA Y DE LA DETERMINANTE DE UNA MATRIZ. • UTILIZAR LAS OPERACIONES MATRICIALES BÁSICAS PARA RESOLVER SISTEMAS DE ECUACIONES SIMULTÁNEAS LINEALES. • RESOLVER SISTEMAS DE ECUACIONES SIMULTÁNEAS NO LINEALES ANALÍTICAMENTE. • UTILIZAR SOFTWARE COMPUTACIONAL PARA RESOLVER SISTEMAS DE ECUACIONES SIMULTÁNEAS LINEALES Y NO LINEALES MEDIANTE

DIFERENTES MÉTODOS. • REALIZAR CÁLCULOS DE PERMUTACIONES Y COMBINACIONES CON CONJUNTOS DE ELEMENTOS QUE NO SE REPITEN Y CON CONJUNTOS EN

LOS QUE SE REPITEN ALGUNOS DE SUS ELEMENTOS, LO CUAL SERÁ ÚTIL EN LA ASIGNATURA DE ESTADÍSTICA QUE SE CURSA EN QUINTO SEMESTRE.

• REALIZAR OPERACIONES BÁSICAS CON SUCESIONES Y SERIES ARITMÉTICAS, COMO LA ESPECIFICACIÓN DEL ENÉSIMO TÉRMINO DE UNA SUCESIÓN Y LA DETERMINACIÓN DE LA CONVERGENCIA Y RADIO DE CONVERGENCIA DE UNA SERIE, LO CUAL SERÁ ÚTIL POSTERIORMENTE EN EL CURSO DE ECUACIONES DIFERENCIALES.

• REALIZAR OPERACIONES BÁSICAS CON ESTRUCTURAS ALGEBRAICAS. • DETERMINAR SI UN CONJUNTO DE N VECTORES SON O NO LINEALMENTE INDEPENDIENTES. • EXPLICAR EL CONCEPTO DE BASE VECTORIAL PARA UN ESPACIO N-DIMENSIONAL. • ORTOGONALIZAR UN CONJUNTO DE N VECTORES LINEALMENTE INDEPENDIENTES. • REPRESENTAR GRÁFICAMENTE UNA TRANSFORMACIÓN LINEAL MEDIANTE DIAGRAMAS DE VENN. • REALIZAR OPERACIONES ALGEBRAICAS BÁSICAS CON TRANSFORMACIONES LINEALES. • EXPLICAR EL CONCEPTO DE OPERADOR LINEAL Y DAR EJEMPLOS DE OPERADORES LINEALES. • REALIZAR OPERACIONES ALGEBRAICAS BÁSICAS CON OPERADORES LINEALES.

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P R O G R A M A : No. de sesión

T E M A : O B J E T I V O S AL FINALIZAR LA CLASE, EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE :

REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA

1 I. CONJUNTOS 1.1. CONCEPTOS BÁSICOS.

• DEFINICIÓN DE CONJUNTO Y NOTACIÓN. • ELEMENTOS DE UN CONJUNTO • RELACIÓN DE PERTENENCIA • TIPOS ESPECIALES DE CONJUNTOS: UNIVERSAL, VACÍO, FINITOS E

INFINITOS 1.2. RELACIONES ENTRE CONJUNTOS

• IGUALDAD Y DESIGUALDAD • INCLUSIÓN, CONCEPTO DE SUBCONJUNTO • SUBCONJUNTOS PROPIOS E IMPROPIOS • EQUIVALENCIA Y COORDINALIDAD

1.3. COMPARACIÓN DE CONJUNTOS • CONJUNTOS DISJUNTOS • CONJUNTOS NO COMPARABLES

1.4. NÚMERO DE SUBCONJUNTOS DE UN CONJUNTO 1.5. CONJUNTO DE CONJUNTOS.

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE CONJUNTO Y REPRESENTAR MATEMÁTICAMENTE DIFERENTES TIPOS DE CONJUNTO UTILIZANDO RELACIONES DE PERTENENCIA Y LA SIMBOLOGÍA CONVENCIONAL.

• EXPLICAR Y DETERMINAR LAS RELACIONES MATEMÁTICAS ENTRE CONJUNTOS.

• DEFINIR EL CONCEPTO DE SUBCONJUNTO Y SUS PROPIEDADES. • DETERMINAR SI UN PAR DE CONJUNTOS SON COMPARABLES ENTRE SÍ. • CALCULAR EL NÚMERO DE SUBCONJUNTOS QUE SE PUEDEN FORMAR A

PARTIR DE UN CONJUNTO. • EXPLICAR EL CONCEPTO DE CONJUNTO DE CONJUNTOS.

2 1.6. OPERACIONES CON CONJUNTOS. • COMPLEMENTACIÓN. • UNIÓN. • INTERSECCIÓN. • DIFERENCIA DE CONJUNTOS.

1.7. DIAGRAMAS DE VENN. • REGIONES EN LOS DIAGRAMAS. • DEMOSTRACIONES MEDIANTE DIAGRAMAS DE VENN.

• REALIZAR OPERACIONES ALGEBRAICAS CON CONJUNTOS. • UTILIZAR EL MÉTODO DE DIAGRAMAS DE VENN PARA REALIZAR

OPERACIONES ALGEBRAICAS CON CONJUNTOS. • UTILIZAR DIAGRAMAS DE VENN PARA DEMOSTRAR GRÁFICAMENTE

LAS PROPIEDADES DE LAS OPERACIONES DE COMPLEMENTACIÓN, UNIÓN, INTERSECCIÓN Y DIFERENCIA DE CONJUNTOS.

3 • EJERCICIOS DE OPERACIONES ALGEBRAICAS CON CONJUNTOS UTILIZANDO DIAGRAMAS DE VENN.

• EJEMPLOS DE APLICACIONES PRÁCTICAS

• UTILIZAR DIAGRAMAS DE VENN PARA RESOLVER PROBLEMAS DE APLICACIÓN PRÁCTICA DE ÁLGEBRA DE CONJUNTOS.

4 1.8. TABLAS DE PERTENENCIA. • ÁLGEBRA DE CONJUNTOS. • DEMOSTRACIÓN DE TEOREMAS MEDIANTE TABLAS DE

PERTENENCIA. • PROPIEDADES DEL ÁLGEBRA DE CONJUNTOS. • PRINCIPIO DE DUALIDAD

• UTILIZAR TABLAS DE PERTENENCIA PARA REALIZAR OPERACIONES ALGEBRAICAS ENTRE CONJUNTOS.

• DEMOSTRAR LAS PROPIEDADES DEL ÁLGEBRA DE CONJUNTOS MEDIANTE TABLAS DE PERTENENCIA.

• EXPLICAR EL PRINCIPIO DE DUALIDAD.

5 II. FUNDAMENTOS DEL ÁLGEBRA. 2.1. NÚMEROS NATURALES, ENTEROS, RACIONALES Y REALES. 2.2. LAS CUATRO OPERACIONES FUNDAMENTALES CON NÚMEROS REALES

• ADICIÓN Y SUSTRACCIÓN • MULTIPLICACIÓN Y DIVISIÓN • REGLAS DE LOS EXPONENTES EN MULTIPLICACIÓN Y DIVISIÓN.

• DEFINIR MEDIANTE NOTACIÓN DE CONJUNTOS LOS ESPACIOS DE NÚMEROS NATURALES, ENTEROS, RACIONALES Y REALES.

• REALIZAR LAS CUATRO OPERACIONES FUNDAMENTALES CON NÚMEROS REALES.

• APLICAR CORRECTAMENTE LAS REGLAS DE LOS EXPONENTES EN OPERACIONES DE MULTIPLICACIÓN, DIVISIÓN Y POTENCIACIÓN.

6 • EJERCICIOS DE APLICACIONES PRÁCTICAS DE CONJUNTOS UTILIZANDO TABLAS DE PERTENENCIA

• EJERCICIOS DE OPERACIONES FUNDAMENTALES CON NÚMEROS REALES.

UTILIZAR TABLAS DE PERTENENCIA PARA RESOLVER PROBLEMAS DE APLICACIÓN PRÁCTICA DEL ÁLGEBRA DE CONJUNTOS.

RESOLVER PROBLEMAS DE APLICACIÓN PRÁCTICA EN LOS QUE SE REQUIERA APLICAR LAS OPERACIONES FUNDAMENTALES DEL ÁLGEBRA DE LOS NÚMEROS Y VARIABLES REALES .

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7 2.3. PRODUCTOS NOTABLES Y FACTORIZACIÓN. • EL PRODUCTO DE DOS BINOMIOS. • EL CUADRADO DE UN BINOMIO. • EL CUADRADO DE UN POLINOMIO. • DIFERENCIA DE CUADRADOS. • SUMA Y DIFERENCIA DE CUBOS. • FACTORIZACIÓN DEL TRINOMIO CUADRADO PERFECTO. • TRINOMIOS REDUCIBLES A DIFERENCIAS DE CUADRADOS • TRINOMIOS CON FACTORES DISTINTOS. • FACTORIZACIÓN POR AGRUPAMIENTO.

• UTILIZAR LAS REGLAS DE LAS OPERACIONES BÁSICAS DE LOS NÚMEROS REALES PARA CALCULAR EL RESULTADO DE LOS DENOMINADOS “PRODUCTOS NOTABLES” EN EL ÁLGEBRA.

• UTILIZAR LOS MÉTODOS DE FACTORIZACIÓN PARA REDUCIR LA EXPRESIÓN MATEMÁTICA DE UN POLINOMIO.

8 2.4. FRACCIONES ALGEBRAICAS • REDUCCIÓN A TÉRMINOS MÍNIMOS • TRINOMIOS CON FACTORES DISTINTOS • ADICIÓN DE FRACCIONES

• UTILIZAR LOS MÉTODOS DE FACTORIZACIÓN PARA REDUCCIÓN DE UNA EXPRESIÓN ALGEBRAICA FRACCIONAL A SU MÍNIMA EXPRESIÓN.

• REALIZAR LA SUMA DE FRACCIONES RACIONALES.

9 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE PRODUCTOS NOTABLES. • EJERCICIOS DE FACTORIZACIÓN • EJERCICIOS DE CÁLCULO CON FRACCIONES RACIONALES

• CALCULAR PRODUCTOS NOTABLES • FACTORIZAR POLINOMIOS. • REALIZAR CÁLCULOS ALGEBRAICOS CON FRACCIONES RACIONALES.

10 2.5. FUNCIONES POLINOMIALES, RACIONALES Y RADICALES. • FUNCIONES POLINOMIALES • DIVISIÓN DE POLINOMIOS Y DIVISIÓN SINTÉTICA • RAÍCES DE ECUACIONES POLINOMIALES • EL TEOREMA DEL RESIDUO • EL TEOREMA DEL FACTOR Y SU RECÍPROCO

• DEFINIR EL CONCEPTO DE FUNCIÓN POLINOMIAL • UTILIZAR LA DIVISIÓN SINTÉTICA PARA REALIZAR LA DIVISIÓN DE

POLINOMIOS.. • UTILIZAR LA DIVISIÓN SINTÉTICA PARA CALCULAR LAS RAÍCES DE

ECUACIONES POLINOMIALES. • EXPLICAR LOS TEOREMAS DEL RESIDUO Y DEL FACTOR.

11 • PROCEDIMIENTO PARA OBTENER TODAS LAS RAÍCES RACIONALES.

• TEOREMA FUNDAMENTAL DEL ÁLGEBRA • REGLA DE LOS SIGNOS DE DESCARTES • LA ECUACIÓN DE SEGUNDO GRADO. • LA ECUACIÓN DE TERCER GRADO • LA ECUACIÓN DE CUARTO GRADO

• OBTENER TODAS LAS RAÍCES RACIONALES Y COMPLEJAS DE UN POLINOMIO.

• ENUNCIAR Y EXPLICAR EL TEOREMA FUNDAMENTAL DEL ÁLGEBRA. • UTILIZAR LA REGLA DE SIGNOS DE DESCARTES PARA EL ANÁLISIS DEL

CAMBIO DE SIGNO EN EL RESIDUO DE UNA ECUACIÓN POLINOMIAL. • RESOLVER ECUACIONES DE SEGUNDO GRADO. • EXPLICAR EL PROCEDIMIENTO DE TARTAGLIA Y CARDANO PARA

RESOLUCIÓN DE ECUACIONES DE TERCER Y CUARTO GRADO.

12 • EJERCICIOS DE SUMA, MULTIPLICACIÓN Y DIVISIÓN DE POLINOMIOS

• EJERCICIOS DE DIVISIÓN DE POLINOMIOS UTILIZANDO DIVISIÓN SINTÉTICA

• EJERCICIOS DE RESOLUCIÓN DE ECUACIONES DE SEGUNDO GRADO

• EJERCICIOS DE CÁLCULO DE LAS RAÍCES DE UN POLINOMIO.

• SUMAR, MULTIPLICAR Y DIVIDIR POLINOMIOS. • UTILIZAR LA DIVISIÓN SINTÉTICA PARA DIVIDIR POLINOMIOS. • HALLAR LAS RAÍCES REALES Y COMPLEJAS DE UN POLINOMIO.

13 III. NÚMEROS COMPLEJOS 3.1. EL CAMPO DE LOS NÚMEROS COMPLEJOS. 3.2. FORMA BINÓMICA DE LOS NÚMEROS COMPLEJOS.

• REPRESENTACIÓN GRÁFICA. • ADICIÓN DE NÚMEROS COMPLEJOS. • MULTIPLICACIÓN DE NÚMEROS COMPLEJOS. • EL CONJUGADO DE UN NÚMERO COMPLEJO. • DIVISIÓN DE NÚMEROS COMPLEJOS.

• DEFINIR EL CAMPO DE NÚMEROS COMPLEJOS EN NOTACIÓN DE CONJUNTOS

• UTILIZAR LA NOTACIÓN BINOMIAL PARA REPRESENTAR NÚMEROS COMPLEJOS Y EL PLANO CARTESIANO PARA SU EXPRESIÓN GRÁFICA.

• REALIZAR OPERACIONES DE SUMA, MULTIPLICACIÓN Y DIVISIÓN DE NÚMEROS COMPLEJOS

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14 3.3. FORMA POLAR O TRIGONOMÉTRICA DE LOS NÚMEROS COMPLEJOS. • REPRESENTACIÓN GRÁFICA. • MULTIPLICACIÓN Y DIVISIÓN EN FORMA POLAR. • POTENCIAS Y RAÍCES DE NÚMEROS COMPLEJOS EN FORMA

POLAR. 3.4. FORMA DE EULER O EXPONENCIAL.

• REPRESENTACIÓN GRÁFICA. • OPERACIONES CON NÚMEROS COMPLEJOS EN FORMULACIÓN DE

EULER. • LOGARITMO NATURAL DE UN NÚMERO COMPLEJO.

• UTILIZAR LA FORMA POLAR DE LOS NÚMEROS COMPLEJOS PARA REPRESENTARLOS ALGEBRAICAMENTE Y EL PLANO POLAR PARA SU EXPRESIÓN GRÁFICA.

• REALIZAR OPERACIONES DE SUMA, MULTIPLICACIÓN, POTENCIACIÓN Y RADICACIÓN DE NÚMEROS COMPLEJOS .

• UTILIZAR LA FORMULACIÓN EULERIANA DE LOS NÚMEROS COMPLEJOS PARA REALIZAR OPERACIONES ALGEBRAICAS Y EL CÁLCULO DEL LOGARITMO NATURAL DE UN NÚMERO COMPLEJO.

• REALIZAR CONVERSIONES ENTRE LAS DIFERENTES FORMAS DE REPRESENTAR NÚMEROS COMPLEJOS

15 • EJERCICIOS DE ÁLGEBRA DE NÚMEROS COMPLEJOS

• UTILIZAR LAS FORMULACIONES BINOMIAL, POLAR Y EULERIANA DE LOS NÚMEROS COMPLEJOS PARA CALCULAR SUMAS, MULTIPLICACIONES, DIVISIONES, EXPONENCIACIONES Y LOGARITMOS DE NÚMEROS COMPLEJOS.

• REALIZAR CONVERSIONES ENTRE LAS DIFERENTES FORMAS DE REPRESENTAR UN NÚMERO COMPLEJO.

16 PRIMER EXAMEN PARCIAL • 17 IV. MATRICES Y DETERMINANTES

4.1. CONCEPTO DE MATRIZ Y ARREGLOS MATRICIALES. 4.2. TIPOS DE MATRICES. SUS PROPIEDADES Y EJEMPLOS.

• MATRIZ CUADRADA • MATRIZ RENGLÓN Y MATRIZ COLUMNA. VECTORES ARITMÉTICOS • MATRIZ DIAGONAL. MATRIZ IDENTIDAD • MATRIZ TRIANGULAR SUPERIOR Y MATRIZ TRIANGULAR

INFERIOR • MATRIZ SIMÉTRICA • MATRIZ CONJUGADA • MATRIZ HERMITIANA Y ANTIHERMITIANA • MATRIZ BANDA

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE ARREGLO MATRICIAL • EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTALES DE LOS

DIFERENTES TIPOS DE MATRICES Y DAR EJEMPLOS DE ELLAS.

18 • REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE FUNCIONES POLINOMIALES Y COMPLEJAS

• UTILIZAR SOFTWARE PARA REPRESENTAR FUNCIONES POLINOMIALES Y COMPLEJAS E IDENTIFICAR SUS RAÍCES.

19 4.3. ÁLGEBRA DE MATRICES. • TRANSPOSICIÓN DE MATRICES • TRAZA DE UNA MATRIZ • SUMA DE MATRICES • PRODUCTO DE MATRICES • INVERSIÓN DE MATRICES

• TRASPONER UNA MATRIZ • CALCULAR LA TRAZA DE UNA MATRIZ SUMANDO LOS TÉRMINOS DE SU

DIAGONAL. • CALCULAR LA SUMA DE MATRICES • CALCULAR EL PRODUCTO DE DOS MATRICES • CALCULAR LA INVERSA DE UNA MATRIZ

20 • PRODUCTO INTERNO ENTRE UN VECTOR Y UNA MATRIZ CUADRADA

• POTENCIACIÓN DE UNA MATRIZ • PARTICIÓN DE MATRICES.

• CALCULAR EL PRODUCTO PUNTO ENTRE UN VECTOR ARITMÉTICO Y UNA MATRIZ CUADRADA

• CALCULAR LA POTENCIA DE UNA MATRIZ • PARTICIONAR MATRICES

21 • EJERCICIOS DE ÁLGEBRA MATRICIAL • REALIZAR CUALQUIER TIPO DE OPERACIÓN DE ÁLGEBRA MATRICIAL 22 4.4. DETERMINANTE DE UNA MATRIZ

• PERMUTACIONES E INVERSIONES • REGLA DE CRAMER • RESOLUCIÓN POR COFACTORES • DETERMINANTES DE DIMENSIÓN 3 • DETERMINANTES DE DIMENSIÓN MAYOR A 3

• UTILIZAR LA REGLA DE CRAMER PARA HALLAR LA DETERMINANTE DE MATRICES BIDIMENSIONALES

• UTILIZAR EL MÉTODO DE COFACTORES PARA CALCULAR LA DETERMINANTE DE MATRICES DE DIMENSIÓN N ≥ 3

• UTILIZAR DIFERENTES MÉTODOS PARA HALLAR LA DETERMINANTE DE MATRICES DE DIMENSIÓN TRES

23 4.5 MATRIZ ADJUNTA. • DEFINICIÓN DE MATRIZ ADJUNTA • CÁLCULO DE LA MATRIZ ADJUNTA • APLICACIONES DE LA ADJUNTA DE UNA MATRIZ .

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE MATRIZ ADJUNTA • CALCULAR LA ADJUNTA DE UNA MATRIZ • CALCULAR LA INVERSA DE UNA MATRIZ COMO LA TRANSPUESTA DE LA

ADJUNTA.

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24 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE DETERMINANTES. • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE LA INVERSA DE UNA MATRIZ A PARTIR DE

LA ADJUNTA

• APLICAR DIFERENTES MÉTODOS PARA EL CÁLCULO DE LA DETERMINANTE DE UNA MATRIZ

• CALCULAR LA INVERSA DE UNA MATRIZ POR MEDIO DE SU ADJUNTA.

25 V. ECUACIONES SIMULTÁNEAS LINEALES DE PRIMER GRADO 5.1. RESOLUCIÓN DE SISTEMAS DE ECUACIONES SIMULTÁNEAS LINEALES

POR ELIMINACIÓN GAUSSIANA. 5.2. SOLUCIÓN DE ECUACIONES SIMULTÁNEAS LINEALES POR

DETERMINANTES.

• EXPLICAR EL MÉTODO DE ELIMINACIÓN GAUSSIANA PARA LA RESOLUCIÓN DE N ECUACIONES LINEALES CON N INCÓGNITAS

• UTILIZAR EL MÉTODO DE ELIMINACIÓN GAUSSIANA PARA RESOLVER SISTEMAS DE ECUACIONES LINEALES CON N<5

• EXPLICAR EL MÉTODO DE DETERMINANTES PARA RESOLVER SISTEMAS DE ECUACIONES LINEALES.

• UTILIZAR EL MÉTODO DE DETERMINANTES PARA RESOLVER SISTEMAS DE ECUACIONES CON N<4

26 5.3. RESOLUCIÓN DE SISTEMAS DE ECUACIONES POR INVERSIÓN MATRICIAL

5.4. RESOLUCIÓN DE SISTEMAS DE ECUACIONES POR EL MÉTODO DE KOLESKI (DESCOMPOSICIÓN L-U)

5.5. RESOLUCIÓN DE SISTEMAS DE ECUACIONES POR EL MÉTODO DE GAUSS-SEIDEL

• EXPLICAR EL MÉTODO DE INVERSIÓN MATRICIAL PARA RESOLVER SISTEMAS DE ECUACIONES LINEALES

• APLICAR EL MÉTODO DE INVERSIÓN MATRICIAL PARA RESOLVER SISTEMAS DE ECUACIONES LINEALES CON N<5

• EXPLICAR EL MÉTODO DE DESOMPOSICIÓN L-U • EXPLICAR EL MÉTODO DE GAUSS SEIDEL PARA RESOLVER SISTEMAS DE

ECUACIONES BANDA PREDOMINANTEMENTE DIAGONALES.

27 • EJERCICIOS DE RESOLUCIÓN DE SISTEMAS DE ECUACIONES LINEALES CON N < 5

• RESOLUCIÓN DE ECUACIONES SIMULTÁNEAS LINEALES POR MEDIO DE SOFTWARE

• RESOLVER ANALÍTICAMENTE SISTEMAS DE ECUACIONES SIMULTÁNEAS LINEALES UTILIZANDO DIFERENTES MÉTODOS.

• UTILIZAR SOFTWARE PARA RESOLVER SISTEMAS DE ECUACIONES LINEALES, PRACTICANDO CON ELIMINACIÓN GAUSSIANA, DESCOMPOSICIÓN L-U, INVERSIÓN MATRICIAL, EL MÉTODO DE GAUSS-SEIDEL, ETC.

28 VI. ECUACIONES SIMULTÁNEAS DE SEGUNDO GRADO 6.1. ECUACIÓN GENERAL DE SEGUNDO GRADO CON DOS VARIABLES 6.2. SOLUCIÓN DE PARES DE ECUACIONES QUE COMPRENDEN ECUACIONES

DE SEGUNDO GRADO CON DOS VARIABLES 6.3. PARES DE ECUACIONES CON DOS VARIABLES CONSTITUIDAS POR UNA

ECUACIÓN DE PRIMER GRADO Y OTRA DE SEGUNDO GRADO. 6.4. ELIMINACIÓN POR ADICIÓN Y SUSTRACCIÓN.

• RESOLVER PARES DE ECUACIONES SIMULTÁNEAS NO LINEALES DE SEGUNDO GRADO APLICANDO DIFERENTES MÉTODOS CONFORME A SU FORMA ALGEBRAICA.

29 6.5. DOS ECUACIONES DEL TIPO ax2 + bxy + cy2 = d 6.6. PARES DE ECUACIONES DE SEGUNDO GRADO QUE SE PUEDEN

RESOLVER POR SUSTITUCIÓN 6.7. ECUACIONES SIMÉTRICAS 6.8. PROBLEMAS FÍSICOS QUE SE RESUELVEN POR MEDIO DE ECUACIONES

SIMULTÁNEAS DE SEGUNDO GRADO. 6.9. EXTENSIÓN DE LOS CONCEPTOS A SISTEMAS DE ECUACIONES

SIMULTÁNEAS NO LINEALES

• RESOLVER SISTEMAS DE ECUACIONES SIMULTÁNEAS NO LINEALES DE SEGUNDO GRADO APLICANDO DIFERENTES MÉTODOS CONFORME A SU FORMA ALGEBRAICA.

• RESOLVER PROBLEMAS FÍSICOS QUE INVOLUCREN ECUACIONES SIMULTÁNEAS DE SEGUNDO GRADO.

• EXPLICAR LA FORMA EN QUE SE RESUELVEN ECUACIONES SIMULTÁNEAS NO LINEALES DE CUALQUIER TIPO.

30 • REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE SISTEMAS DE ECUACIONES SIMULTÁNEAS NO LINEALES DE SEGUNDO GRADO Y SU SOLUCIÓN.

• EJERCICIOS DE RESOLUCIÓN DE ECUACIONES SIMULTÁNEAS DE SEGUNDO GRADO.

• REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE ECUACIONES SIMULTÁNEAS NO LINEALES Y SU SOLUCIÓN

• UTILIZAR SOFTWARE PARA REPRESENTAR ECUACIONES SIMULTÁNEAS NO LINEALES Y VISUALIZAR SU SOLUCIÓN.

• RESOLVER SISTEMAS DE ECUACIONES SIMULTÁNEAS NO LINEALES DE SEGUNDO GRADO POR MEDIOS ANALÍTICOS O GRÁFICOS.

• RESOLVER CUALQUIER TIPO DE ECUACIONES SIMULTÁNEAS NO LINEALES DE SEGUNDO GRADO POR MÉTODOS ANALÍTICOS O GRÁFICOS.

31 SEGUNDO EXAMEN PARCIAL

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32 VII. PERMUTACIONES Y COMBINACIONES 7.1 PERMUTACIONES. DEFINICIÓN Y CÁLCULO

• PERMUTACIONES DE N ELEMENTOS DIFERENTES EN CONJUNTOS DE R ELEMENTOS.

• PERMUTACIÓN DE N ELEMENTOS NO TODOS DIFERENTES ENTRE SÍ. 7.2 COMBINACIONES. DEFINICIÓN Y CÁLCULO.

• COMBINACIONES DE N ELEMENTOS DIFERENTES. • COMBINACIONES DE N ELEMENTOS NO TODOS DIFERENTES ENTRE SÍ. • SUMA DEL NÚMERO DE COMBINACIONES.

7.3 EJEMPLOS DE APLICACIÓN DE LAS PERMUTACIONES Y COMBINACIONES.

• EXPLICAR LOS CONCEPTOS DE PERMUTACIÓN Y COMBINACIÓN DE LOS ELEMENTOS DE UN CONJUNTO

• CALCULAR EL NÚMERO DE PERMUTACIONES Y COMBINACIONES DE DIFERENTES TIPOS DE CONJUNTOS.

33 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE PERMUTACIONES Y COMBINACIONES EN APLICACIONES PRÁCTICAS.

• UTILIZAR SOFTWARE PARA CALCULAR LAS PERMUTACIONES Y COMBINACIONES DE DIFERENTES TIPOS DE CONJUNTOS EN APLICACIONES PRÁCTICAS.

34 VIII. SUCESIONES Y SERIES 8.1 SUCESIONES

• ENÉSIMO TÉRMINO DE UNA SUCESIÓN • LÍMITE DE UNA SUCESIÓN • SUCESIONES MONÓTONAS • EJEMPLOS

8.2 SERIES • CONCEPTOS GENERALES • DEFINICIONES DE SERIES Y CONVERGENCIA • CANCELACIÓN Y ADICIÓN DE TÉRMINOS EN UNA SERIE • ASOCIACIÓN DE TÉRMINOS DE UNA SERIE • ADICIÓN DE SERIES • MULTIPLICACIÓN DE UN ESCALAR POR UNA SERIE • MULTIPLICACIÓN DE SERIES

8.3 SERIE ARITMÉTICA 8.5 SERIES ARMÓNICAS

• IDENTIFICAR EL ENÉSIMO TÉRMINO DE UNA SUCESIÓN • ESCRIBIR UNA SUCESIÓN EN FORMA ALGEBRAICA GENERALIZADA PARA

EL IÉSIMO TÉRMINO • DETERMINAR SI UNA SUCESIÓN ES MONÓTONA CRECIENTE O

DECRECIENTE • HALLAR EL LÍMITE DE UNA SUCESIÓN • DEFINIR EL CONCEPTO DE SERIE COMO UNA SUMA DE LOS TÉRMINOS DE

UNA SUCESIÓN Y EXPLICAR EL CONCEPTO DE CONVERGENCIA • ASOCIAR LOS TÉRMINOS DE UNA SERIE PARA DESCRIBIRLA EN NOTACIÓN

CONDENSADA EN FUNCIÓN DEL IÉSIMO TÉRMINO • REALIZAR OPERACIONES ALGEBRAICAS BÁSICAS CON SERIES • EXPLICAR EL CONCEPTO DE SERIE ARITMÉTICA • EXPLICAR EL CONCEPTO DE SERIES ARMÓNICAS Y DAR EJEMPLOS.

35 8.6 SERIES DE POTENCIAS • RADIO E INTERVALO DE CONVERGENCIA • DESARROLLO DE FUNCIONES EN SERIES DE POTENCIAS

8.7 SERIE DE TAYLOR 8.8 SERIE DE MC LAURIN

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE SERIE GEOMÉTRICA Y DAR EJEMPLOS • EXPLICAR EL CONCEPTO DE SERIES DE POTENCIAS. • CALCULAR EL RADIO E INTERVALO DE CONVERGENCIA DE UNA SERIE DE

POTENCIAS • EXPLICAR LOS CONCEPTOS DE SERIE DE TAYLOR Y DE MC LAURIN • ESPECIFICAR FUNCIONES EN TÉRMINOS DE SERIES DE TAYLOR

36 • REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE SUCESIONES Y SERIES • EJERCICIOS DE ÁLGEBRA DE SERIES Y DETERMINACIÓN DE RADIO E

INTERVALO DE CONVERGENCIA. • CÁLCULO DE LA SERIE DE TAYLOR PARA DIFERENTES TIPOS DE

FUNCIONES CONTINUAS

• UTILIZAR SOFTWARE PARA REPRESENTAR GRÁFICAMENTE UNA SUCESIÓN NUMÉRICA Y SU LÍMITE.

• UTILIZAR SOFTWARE PARA REPRESENTAR GRÁFICAMENTE SERIES ARITMÉTICAS, GEOMÉTRICAS, ARMÓNICAS Y DE POTENCIAS. Y VISUALIZAR SU LÍMITE.

• UTILIZAR SOFTWARE PARA VISUALIZAR EL AJUSTE FUNCIONAL MEDIANTE SERIES DE TAYLOR

• CALCULAR RADIO E INTERVALO DE CONVERGENCIA DE UNA SERIE.

37 IX. ESTRUCTURAS ALGEBRAICAS 9.1. INTRODUCCIÓN 9.2. OPERACIONES BINARIAS Y SUS PROPIEDADES

• CERRADURA • ELEMENTOS IDÉNTICOS • ELEMENTOS INVERSOS • ASOCIATIVIDAD • CONMUTATIVIDAD

• DEFINIR EL CONCEPTO DE ESTRUCTURA ALGEBRAICA Y SU UTILIDAD EN LAS MATEMÁTICAS.

• REALIZAR OPERACIONES BÁSICAS CON ESTRUCTURAS ALGEBRAICAS

9

38 7.3 DEFINICIÓN DE GRUPOS Y EJEMPLOS • PROPIEDADES ELEMENTALES DE GRUPO • SUBGRUPOS

7.4 GRUPOS ABELIANOS ESTRUCTURAS DE ANILLO Y DE CAMPO • ANILLOS CONMUTATIVOS • ANILLOS CON UNIDAD • DOMINIOS ENTEROS

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE GRUPO Y DAR EJEMPLOS. • EXPLICAR EL CONCEPTO DE SUBGRUPO Y DEFINIR SUS PROPIEDADES • EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE UN CONJUNTO

ABELIANO. EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LAS ESTRUCTURAS DE ANILLO Y DE CAMPO.

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE ANILLO CONMUTATIVO Y SUS PROPIEDADES • EXPLICAR EL CONCEPTO DE ANILLO CON UNIDAD Y SUS PROPIEDADES

39 • REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE UNA ESTRUCTURA ALGEBRAICA • EJERCICIOS DE OPERACIONES BINARIAS CON ESTRUCTURAS

ALGEBRAICAS • EJERCICIOS CON ESTRUCTURAS ALGEBRAICAS

• UTILIZAR SOFTWARE PARA REPRESENTAR ESTRUCTURAS ALGEBRAICAS • REALIZAR OPERACIONES BINARIAS CON ESTRUCTURAS ALGEBRAICAS. • REALIZAR OPERACIONES ALGEBRAICAS CON ESTRUCTURAS DE: • GRUPOS • GRUPOS ABELIANOS • ANILLOS • CAMPOS

40 X. ESPACIOS VECTORIALES 10.1. DEFINICIÓN DE ESPACIO VECTORIAL. PROPIEDADES 10.2. DEFINICIÓN DE SUBESPACIO VECTORIAL. 10.3. COMBINACIÓN LINEAL DE VECTORES 10.4. DEPENDENCIA E INDEPENDENCIA LINEAL DE VECTORES 10.5. BASES VECTORIALES. 10.6. DIMENSIÓN DE UN ESPACIO VECTORIAL

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE ESPACIO VECTORIAL Y SUBESPACIO VECTORIAL.

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE COMBINACIÓN LINEAL DE VECTORES. • DEFINIR UN VECTOR LINEALMENTE DEPENDIENTE COMO EL QUE PUEDE

SER DESCRITO MEDIANTE LA COMBINACIÓN LINEAL DE OTROS VECTORES.

• DEFINIR UNA BASE VECTORIAL PARA UN ESPACIO N-DIMENSIONAL COMO EL CONJUNTO DE N-VECTORES LINEALMENTE INDEPENDIENTES QUE PUEDEN SER UTILIZADOS PARA DESCRIBIR TODO VECTOR EN ESE ESPACIO N-DIMENSIONAL.

41 10.7. ESPACIO VECTORIAL DE FUNCIONES 10.8. SUBESPACIOS VECTORIALES DE FUNCIONES DE DIMENSIÓN FINITA 10.9. DEPENDENCIA LINEAL DE FUNCIONES 10.10 DEFINICIÓN Y APLICACIÓN DEL WRONSKIAN0

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE ESPACIO VECTORIAL DE FUNCIONES. • DEFINIR UN CONJUNTO DE FUNCIONES LINEALMENTE DEPENDIENTES

COMO AQUELLA QUE NO PUEDE SER DESCRITA EN TÉRMINOS DE OTRAS FUNCIONES POR SER MUTUAMENTE ORTOGONALES.

• UTILIZAR EL WRONSKIANO PARA DETERMINAR LA DEPENDENCIA O INDEPENDENCIA LINEAL DE FUNCIONES.

42 • EJERCICIOS DE DETERMINACIÓN DE LA DEPENDENCIA O INDEPENDENCIA LINEAL DE VECTORES.

• EJERCICIOS DE DETERMINACIÓN DE BASES VECTORIALES PARA ESPACIOS N-DIMENSIONALES.

• EJERCICIOS DE REPRESENTACIÓN DE VECTORES EN DIFERENTES BASES VECTORIALES

• EJERCICIOS DE DETERMINACIÓN DE LA DEPENDENCIA O INDEPENDENCIA LINEAL DE FUNCIONES

• EJERCICIOS DE REPRESENTACIÓN DE UNA FUNCIÓN EN TÉRMINOS DE SUS COMPONENTES NO ORTOGONALES

• DETERMINAR SI UN CONJUNTO DE VECTORES ES LINEALMENTE DEPENDIENTE O INDENDIENTE Y SUS CONSECUENCIAS MATEMÁTICAS.

• DETERMINAR SI UN CONJUNTO DE VECTORES PUEDE SER UTILIZADO COMO BASE PARA UN ESPACIO N-DIMENSIONAL

• REPRESENTAR VECTORES EN DIFERENTES BASES • DETERMINAR SI UN CONJUNTO DE FUNCIONES SON O NO

INDEPENDIENTES. • REPRESENTAR FUNCIONES EN TÉRMINOS DE SUS COMPONENTES NO

ORTOGONALES DEL ESPACIO DE FUNCIONES.

43 XI. ESPACIOS CON PRODUCTO INTERNO. 11.1. DEFINICIÓN DE PRODUCTO INTERNO EN UN ESPACIO VECTORIAL 11.2. ESPACIOS EUCLIDEANOS REALES Y COMPLEJOS 11.3. DEFINICIÓN Y PROPIEDADES DE LA NORMA 11.4. CONCEPTO DE VECTORES UNITARIOS

• DEFINIR EL PRODUCTO INTERNO EN UN ESPACIO VECTORIAL Y APLICARLO A ESPACIOS EUCLIDIANOS REALES Y COMPLEJOS.

• CALCULAR LA NORMA DE UN ESPACIO VECTORIAL • EXPLICAR EL CONCEPTO DE VECTOR UNITARIO

44 11.5. ORTOGONALIDAD Y ÁNGULO ENTRE VECTORES DE UN ESPACIO CON PRODUCTO INTERNO

11.6. CONJUNTOS ORTOGONALES Y ORTONORMALES 11.7. OBTENCIÓN DE LAS COORDENADAS DE UN VECTOR EN BASE

ORTOGONAL Y EN BASE ORTONORMAL 11.8. PROCESO DE ORTOGONALIZACIÓN DE GRAHAM-SCHMIDT

• CALCULAR EL ÁNGULO ENTRE VECTORES DE UN ESPACIO CON PRODUCTO INTERNO Y DEFINIR LA CONDICIÓN DE ORTOGONALIDAD

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE CONJUNTOS VECTORIALES ORTOGONALES Y ORTONORMALES.

• DESCRIBIR MATEMÁTICAMENTE UN VECTOR EN BASES ORTOGONALES Y ORTONORMALES

• EXPLICAR EL PROCESO DE ORTOGONALIZACIÓN DE GRAHAM-SCHMIDT

10

45 • EJERCICIOS ALGEBRAICOS EN ESPACIOS VECTORIALES CON PRODUCTO INTERNO

• CALCULAR LA NORMA DE UN ESPACIO VECTORIAL • REPRESENTAR MATEMÁTICAMENTE UN VECTOR EN BASES

ORTOGONALES Y ORTONORMALES • UTILIZAR EL PROCESO DE ORTOGONALIZACIÓN DE GRAHAM-SCHMIDT

46 XII. TRANSFORMACIONES LINEALES. 12.1. TRANSFORMACIÓN ENTRE ESPACIOS LINEALES.

• DEFINICIÓN DE DOMINIO Y CODOMINIO • LINEALIDAD DE UNA TRANSFORMACIÓN • DEFINICIÓN DE RECORRIDO Y NÚCLEO DE UNA TRANSFORMACIÓN. • TRANSFORMACIÓN Y MAPEO

12.2. MATRIZ ASOCIADA A UNA TRANSFORMACIÓN • CONCEPTO DE MATRIZ ASOCIADA A UNA TRANSFORMACIÓN CON

DOMINIO Y CODOMINIO DE DIMENSIÓN FINITA 12.3. ÁLGEBRA DE LAS TRANSFORMACIONES LINEALES

• ADICIÓN • MULTIPLICACIÓN POR UN ESCALAR • COMPOSICIÓN • INVERSA

• REPRESENTAR GRÁFICAMENTE UNA TRANSFORMACIÓN LINEAL MEDIANTE DIAGRAMAS DE VENN, EXPLICANDO LOS CONCEPTOS DE DOMINIO, CODOMINIO, RECORRIDO Y NÚCLEO DE LA TRANSFORMACIÓN.

• ESCRIBIR LA MATRIZ ASOCIADA A UNA TRANSFORMACIÓN LINEAL • REALIZAR EL ÁLGEBRA DE LAS TRANSFORMACIONES LINEALES

47 12.4. OPERADORES LINEALES • DEFINICIÓN DE OPERADOR LINEAL. PROPIEDADES • EJEMPLOS DE OPERADORES LINEALES • EIGENVALORE S Y EIGENVECTORES DE UN OPERADOR LINEAL • PROPIEDADES DE LOS EIGENVECTORES • DEFINICIÓN DE ESPACIO PROPIO.

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE OPERADOR LINEAL, DANDO EJEMPLOS • HALLAR LOS EIGENVALORES Y EIGENVECTORES DE UN OPERADOR

LINEAL, EXPLICANDO SUS PROPIEDADES. • EXPLICAR EL CONCEPTO DE EIGENESPACIO.

48 • EJERCICIOS DE ÁLGEBRA CON TRANSFORMACIONES LINEALES • EJERCICOS DE ÁLGEBRA CON OPERADORES LINEALES

• RESOLVER PROBLEMAS DE ÁLGEBRA DE TRANSFORMACIONES LINEALES • RESOLVER PROBLEMAS DE ÁLGEBRA CON OPERADORES LINEALES

TERCER EXAMEN PARCIAL •

TÉCNICA DE ENSEÑANZA: • EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN. • RESOLUCIÓN DE EJEMPLOS. • TALLER DE RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS. • UTILIZACIÓN DE SOFTWARE. EVALUACIÓN:

• SERIES DE PROBLEMAS. • EXÁMENES :

o PARTE CONCEPTUAL. o PARTE DE RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS.

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: NINGUNO. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: INGENIEROS, FÍSICOS, MATEMÁTICOS, PROFESIONALES DE LA QUÍMICA.

11

BIBLIOGRAFÍA: BÁSICA: SWOKOWSKI, EARL; COLE, JEFFREY A. ÁLGEBRA Y TRIGONOMETRÍA CON GEOMETRÍA ANALÍTICA. THOMSON LEARNING, 10ª EDICIÓN, MÉX. 2002 LEITHOLD, LOUIS ÁLGEBRA Y TRIGONOMETRÍA CON GEOMETRÍA ANALÍTICA. OXFORD UNIVERSITY PRESS, MÉXICO, 1999. FULLER, GORDON; WILSON, WALTER, MILLER HENRY ÁLGEBRA UNIVERSITARIA. CECSA, 1a EDICIÓN, 9a REIMPRESIÓN, MÉX. 1998. SPIEGEL, MURRAY R. ÁLGEBRA SUPERIOR. MC GRAW HILL, SERIE SCHAUM, COLOMBIA, 1997. GROSSMAN, SANLEY I. ÁLGEBRA LINEAL. MC GRAW HILL, 5a EDICIÓN, MÉXICO, 1996.

OTEYZA DE OTEYZA, ELENA; HERNÁNDEZ GARCIADIEGO, CARLOS; LAM OSNAYA, EMMA. ÁLGEBRA PEARSON EDUCATION, 1ª EDICIÓN, MÉXICO, 1996 KASEBERG, ALICE. ÁLGEBRA ELEMENTAL. UN ENFOQUE JUSTO A TIEMPO. THOMSON LEARNING. MÉXICO, 2001 TEBAR FLORES, E. PROBLEMAS DE ÁLGEBRA LINEAL. EDITORIAL TEBAR FLORES, 5ª EDICIÓN, MADRID, 1999 SOLAR, E.; SPEZIALE, G. L. ÁLGEBRA I LIMUSA, FACULTAD DE INGENIERÍA UNAM, MÉXICO, 1991 HILL, RICHARD 0. JR. ÁLGEBRA LINEAL ELEMENTAL CON APLICACIONES PRENTICE HALL HISPANOAMERICANA, MÉX. 1997

NAKOS, GEORGE; JOYRER, DAVID. ÁLGEBRA LINEAL. INTERNATIONAL THOMSON EDITORES. MÉXICO, 1999 WILERDING, M.Y. HOFFMANN FUNDAMENTOS DE ÁLGEBRA LIMUSA, MÉXICO, 1976. COMPLEMENTARIA: STEVEN J. LEÓN. ÁLGEBRA LINEAL CECSA. 3ª EDICIÓN. MÉXICO, 1998 GOLUBITSKY, MARTIN; DELLNITZ, MICHAEL. ÁLGEBRA LINEAL Y ECUACIONES DIFERENCIALES CON MATLAB. THOMSON LEARNING, MÉXICO, 1999. KOLMAN, BERNARD; HILL , DAVID, R. ÁLGEBRA LINEAL CON APLICACIONES Y MATLAB. 6a EDICIÓN. PEARSON EDUCATION. MÉXICO, 1999.

12

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN

CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA

PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: MECÁNICA I , QUE CURSARÁN LOS ALUMNOS DEL PRIMER SEMESTRE DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA (3 TEÓRICAS). CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1123 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE FÍSICA , SECCIÓN MECÁNICA. CAMPO: BÁSICO. CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA. MODALIDAD :CURSO TEÓRICO. ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA . ASIGNATURA SUBSECUENTE: MECÁNICA II.

INTRODUCCIÓN.

LA DESCRIPCIÓN MATEMÁTICA DEL MOVIMIENTO DE LOS CUERPOS ES FUNDAMENTAL PARA EL ESTUDIO DE LOS FENÓMENOS QUE OCURREN EN NUESTRO UNIVERSO, Y CONFORMA LA BASE PARA LA CARACTERIZACIÓN DE TODO PROCESO O SISTEMA EN APLICACIONES PRÁCTICAS DE INGENIERÍA.

A LO LARGO DE LA HISTORIA SE HAN DESARROLLADO DIVERSAS TEORÍAS PARA DESCRIBIR LA DINÁMICA DE PARTÍCULAS, CUERPOS RÍGIDOS Y FLUIDOS. A FINALES DEL SIGLO XVII, SIR ISAAC NEWTON DESARROLLÓ LA MECÁNICA CLÁSICA; EN 1900 PLANCK SENTÓ LAS BASES DE LA MECÁNICA CUÁNTICA; UNOS CUANTOS AÑOS MÁS TARDE ALBERT EINSTEIN DESARROLLÓ LA MECÁNICA RELATIVISTA; MIENTRAS QUE A FINALES DEL SIGLO XIX, MAXWELL Y BOLTZMANN HABÍAN INICIADO EL ESTUDIO DE LO QUE ACTUALMENTE SE CONOCE COMO MECÁNICA ESTADÍSTICA.

DE TODAS LAS VERSIONES DE LA MECÁNICA, LA MECÁNICA CLÁSICA VECTORIAL DESARROLLADA POR NEWTON, ES LA QUE SE

UTILIZA EN LA MAYORÍA DE LAS APLICACIONES DE LA INGENIERÍA QUÍMICA. EL CURSO DE MECÁNICA I CUBRE LOS CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LA DINÁMICA DE PARTÍCULAS, HACIENDO ÉNFASIS EN

CONCEPTOS TEÓRICOS TALES COMO MOMENTUM, FUERZA, TRABAJO, ENERGÍA CINÉTICA, ENERGÍA POTENCIAL, EQUILIBRIO Y ESTABILIDAD DEL EQUILIBRIO, ETC, QUE SERÁN DE UTILIDAD EN EL CURSO DE MECÁNICA II, ELECTROMAGNETISMO, FÍSICA DE ONDAS, FENÓMENOS DE TRANSPORTE, INGENIERÍA MECÁNICA, Y EN PRÁCTICAMENTE TODAS LAS ASIGNATURAS DE CARÁCTER CIENTÍFICO QUE EL ESTUDIANTE CURSE A LO LARGO DE SU FORMACIÓN PROFESIONAL.


13

EN BASE A LOS CONOCIMIENTOS PREVIOS DE ÁLGEBRA Y GEOMETRÍA EUCLIDIANA DE LOS CURSOS DE BACHILLERATO, SE INTRODUCIRÁ AL ALUMNO EN EL ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DE LAS LEYES DE LA MECÁNICA NEWTONIANA, EJERCITÁNDOLO EN EL MANEJO DEL ÁLGEBRA VECTORIAL APLICADA A LA FORMULACIÓN DE LA SOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE CINEMÁTICA Y DINÁMICA DE PARTÍCULAS Y ENTRENÁNDOLO EN EL USO DE LOS CONCEPTOS DE LA MECÁNICA NEWTONIANA PARA LA FORMULACIÓN Y SOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE EQUILIBRIO ESTÁTICO Y MOVIMIENTO DE PARTÍCULAS. TODO ELLO CON LA FINALIDAD DE QUE AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO SEA CAPAZ DE DESCRIBIR MATEMÁTICAMENTE EL MOVIMIENTO DE PARTÍCULAS RELACIONÁNDOLO CON LAS FUERZAS QUE LO ORIGINAN.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS: AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE:

• DAR UNA CLASIFICACIÓN DE LAS DIFERENTES ÁREAS DE LA FÍSICA. • EXPLICAR CUALITATIVAMENTE LOS FUNDAMENTOS TEÓRICOS DE LAS DIFERENTES TEORÍAS DE LA MECÁNICA: CLÁSICA,

RELATIVISTA, CUÁNTICA Y ESTADÍSTICA. • UTILIZAR EL ANÁLISIS DIMENSIONAL PARA COMPROBAR LA HOMOGENEIDAD DIMENSIONAL DE UNA ECUACIÓN Y EMPLEAR

EL MÉTODO DE BUCKINGHAM PARA DESARROLLAR RELACIONES MATEMÁTICAS ENTRE LOS GRUPOS ADIMENSIONALES LINEALMENTE INDEPENDIENTES, EXPRESIONES QUE SE HALLAN FRECUENTEMENTE EN LA INGENIERÍA QUÍMICA.

• UTILIZAR EL ÁLGEBRA VECTORIAL PARA RESOLVER PROBLEMAS RELACIONADOS CON SUMAS DE FUERZAS Y DESPLAZAMIENTOS, MOVIMIENTO RELATIVO, CÁLCULO DE ÁREAS MEDIANTE PRODUCTO CRUZ Y EVALUACIÓN DE PROYECCIONES VECTORIALES POR MEDIO DEL PRODUCTO PUNTO.

• APLICAR LAS LEYES DE NEWTON EN LA CARACTERIZACIÓN MATEMÁTICA DEL EQUILIBRIO ESTÁTICO DE UNAPARTÍCULA. • APLICAR LA SEGUNDA LEY DE NEWTON PARA CARACTERIZAR EL ESTADO DINÁMICO DE UNA PARTÍCULA SUJETA A FUERZAS

EXTERNAS. • APLICAR LOS MÉTODOS DE ENERGÍA PARA LA DESCRIPCIÓN DEL MOVIMIENTO DE PARTÍCULAS. • APLICAR LOS PRINCIPIOS DE CONSERVACIÓN DE MOMENTUM Y DE ENERGÍA A LA DINÁMICA DE PARTÍCULAS.

14

P R O G R A M A :

No. de sesión


REFERENCIA BIBLIOGRAFIC

1 I. INTRODUCCIÓN. I.1. INTRODUCCIÓN A LA FÍSICA a. LA FÍSICA, CIENCIA DE LA NATURALEZA. b.UBICACIÓN DE LA FÍSICA DENTRO DEL CONTEXTO GENERAL DE LA

CIENCIA. RAMAS DE LA FÍSICA. IMPORTANCIA DE LA FÍSICA EN LA FORMACIÓN PROFESIONAL DEL INGENIERO QUÍMICO.

c. LA MECÁNICA, MOVIMIENTO DE LOS CUERPOS. d. LAS 4 FORMULACIONES DE LA MECÁNICA. - MECÁNICA NEWTONIANA (CLÁSICA). EL CÁLCULO DIF. E INT. - MECÁNICA CUÁNTICA. EL UNIVERSO ES DISCRETO - MECÁNICA RELATIVISTA. EL TIEMPO NO ES ABSOLUTO - MECÁNICA ESTADÍSTICA. DESCRIPCIÓN DE SISTEMAS MACROSCÓPICOS

EN BASE A ENSAMBLES MICROSCÓPICOS. e- UBICACIÓN DEL CURSO DE MECÁNICA CLÁSICA. -- HERRAMIENTAS MATEMÁTICAS NECESARIAS. -- HIPÓTESIS BÁSICAS. ESPACIO CONTINUO Y TIEMPO ABSOLUTO.

A. IDENTIFICAR EL CAMPO DE ESTUDIO DE LA FÍSICA, UBICARLA DENTRO DEL CONTEXTO GENERAL DE LAS CIENCIAS EXACTAS Y RECONOCER SU IMPORTANCIA EN SU FORMACIÓN PROFESIONAL.

B. UBICAR A LA MECÁNICA COMO UNA DE LAS RAMAS DE LA FÍSICA Y RECONOCER SU IMPORTANCIA EN EL ESTUDIO DE LAS OTRAS ÁREAS.

C. EXPLICAR LAS HIPÓTESIS BÁSICAS DE LAS DIFERENTES TEORÍAS CON LAS QUE HISTÓRICAMENTE SE HA DESCRITO EL MOVIMIENTO DE LOS CUERPOS, DESDE LA MECÁNICA NEWTONIANA DE NATURALEZA VECTORIAL, UTILIZANDO ELCÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL, PASANDO POR LA MECÁNICA CUÁNTICA, DONDE LA HIPÓTESIS DE UNIVERSO DISCRETO HACE INSUFICIENTE EL CÁLCULO INFINITESIMAL, LLEGANDO A LA MECÁNICA RELATIVISTA, DONDE EL CONCEPTO DE TIEMPO RELATIVO HACE NECESARIO EL USO DE LA GEOMETRÍA DE RIEMANN, Y HASTA LA MECÁNICA ESTADÍSTICA.

D. UBICAR EL CURSO DENTRO DEL CONTEXTO DE LA MECÁNICA NEWTONIANA Y RECONOCER LA IMPORTANCIA DEL ÁLGEBRA VECTORIAL PARA EL DESARROLLO DEL CURSO.

2 I.2. INTERACCIONES FÍSICAS. - CONCEPTO DE INTERACCIÓN A DISTANCIA E INTERACCIÓN VÍA CAMPOS - PROPIEDADES FUNDAMENTALES DE LA MATERIA RESPONSABLES

DE CADA INTERACCIÓN.- ALCANCE Y PROPORCIONALIDAD CON LA DISTANCIA.

I.3. MAGNITUDES FÍSICAS - ESCALARES - VECTORES - TENSORES I.4. SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES

A. IDENTIFICAR LOS DIFERENTES TIPOS DE INTERACCIONES FÍSICAS QUE EXISTEN EN LA NATURALEZA, Y RELACIONAR EL CONCEPTO DE FUERZA CON EL DE ACCIÓN MEDIANTE CAMPOS.

B. IDENTIFICAR LOS DIFERENTES TIPOS DE MAGNITUDES QUE SE UTILIZAN EN LA DESCRIPCIÓN DE LOS FENÓMENOS FÍSICOS, ESPECIFICAR LOS GRADOS DE LIBERTAD DE CADA UNA DE ELLAS Y DAR EJEMPLOS PRÁCTICOS DE CADA TIPO DE MAGNITUD.

C. IDENTIFICAR LAS 7 MAGNITUDES FÍSICAS FUNDAMENTALES, BASE DEL SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES Y UTILIZARLAS PARA DENOTAR LAS MAGNITUDES DERIVADAS. RECONOCER LA FACILIDAD DEL USO DEL SISTEMA .INTERNACIONAL POR SU NATURALEZA DECIMAL.

D. TRANSFORMAR EXPRESIONES MATEMÁTICAS DE UN SISTEMA DE UNIDADES A OTRO

3 I.5. HOMOGENEIDAD DIMENSIONAL. I.6. ANÁLISIS DIMENSIONAL TEOREMA DE BUCKINGHAM. UNIVERSALIDAD DE LAS CORRELACIONES EMPÍRICAS ADIMENSIONALES.

A. UTILIZAR EL CRITERIO DE HOMOGENEIDAD DIMENSIONAL PARA COMPROBAR LA FORMA CORRECTA DE ESCRIBIR UNA ECUACIÓN.

B. UTILIZAR LA TÉCNICA ALGORÍTMICA DE ANÁLISIS DIMENSIONAL EN LA OBTENCIÓN DE CORRELACIONES EMPÍRICAS PARA FENÓMENOS FÍSICOS Y APLICAR EL PRINCIPIO DE BUCKINGHAM EN LA SOLUCIÓN DE ALGUNOS PROBLEMAS SENCILLOS.

C. EXPLICAR EL GRADO DE UNIVERSALIDAD A DIFERENTES ESCALAS QUE SE L0GRA AL EXPRESAR UNA RELACIÓN ENTRE VARIABLES EN FORMA ADIMENSIONAL

4 EJERCICIOS RESOLVER PROBLEMAS DE TRANSFORMACIÓN DE UNIDADES, DE HOMOGENEIDAD DIMENSIONAL Y DE ANÁLISIS DIMENSIONAL

5 II. ÁLGEBRA VECTORIAL II.1. DEFINICIÓN DE VECTOR.

• VECTORES FIJOS (EJEMPLO: COORDENADA DE POSICIÓN) • VECTORES DESLIZANTES (EJEMPLO : FUERZA) • VECTORES LIBRES (TORQUE)

II.2.- COMPONENTES CARTESIANOS DE UN VECTOR II.3.- MÓDULO Y DIRECCIÓN DE UN VECTOR. II.4.- SUMA VECTORIAL

A. CALCULAR LA MAGNITUD Y DIRECCIÓN DE MAGNITUDES VECTORIALES EN SISTEMAS DE COORDENADAS CARTESIANAS.

B. DETERMINAR LAS COMPONENTES CARTESIANAS DE UN VECTOR C. REALIZAR OPERACIONES DE SUMA Y RESTA DE VECTORES EN FORMA

ANALÍTICA, REPRESENTÁNDOLAS GRÁFICAMENTE.

15

6 II.5.- PRODUCTOS VECTORIALES - - PRODUCTO POR UN ESCALAR - - PRODUCTO PUNTO. CÁLCULO. SIGNIFICADO FÍSICO. EJEMPLOS EJERCICIOS. - - EJEMPLOS FÍSICOS. COMPONENTES VECTORIALES. EL FLUJO VECTORIAL.

A. CALCULAR EL PRODUCTO ESCALAR ENTRE DOS VECTORES SIN PERDER DE VISTA EL SIGNIFICADO FÍSICO Y GEOMÉTRICO DE TAL OPERACIÓN.

B. CALCULAR LAS COMPONENTES DE UN VECTOR POR MEDIO DEL PRODUCTO PUNTO.

C. CALCULAR E INTERPRETAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LA FUNCIÓN FLUJO VECTORIAL, UNA DE LAS FUNCIONES MÁS IMPORTANTES DENTRO DE LA FÍSICA. CALCULAR EL FLUJO VECTORIAL EN PROBLEMAS DONDE NO SE REQUIERA FORMULACIÓN DIFERENCIAL.

7 - - PRODUCTO CRUZ. CÁLCULO. SIGNIFICADO GEOMÉTRICO. SU RELACIÓN CON LAS ROTACIONES DE LOS CUERPOS. - - APLICACIONES DEL PRODUCTO CRUZ CÁLCULO DE ÁREAS DE CUERPOS SÓLIDOS.

A. REALIZAR CÁLCULOS DE PRODUCTOS CRUZ ENTRE VECTORES. B. EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO Y GEOMÉTRICO DEL PRODUCTO

CRUZ. C. REALIZAR EL CÁLCULO DE ÁREAS DE SUPERFICIES DECUERPOS SÓLIDOS

MEDIANTE EL PRODUCTO CRUZ DE DOS DE SUS LADOS. D. RELACIONAR CONCEPTUALMENTE EL PRODUCTO CRUZ CON LOS

MOVIMIENTOS DE ROTACIÓN DE UN CUERPO SÓLIDO .

8 II.6- EJERCICIOS DE ÁLGEBRA VECTORIAL A. RESOLVER EJERCICIOS DE ÁLGEBRA VECTORIAL EN APLICACIONES A FENÓMENOS FÍSICOS COMO EL CÁLCULO DE SUMA DE FUERZAS, DESPLAZAMIENTOS, FLUJOS VECTORIALES, ÁREAS Y VOLÚMENES DE CUERPOS Y MOVIMIENTO RELATIVO.

9 III. CINEMÁTICA. LA DESCRIPCIÓN GEOMÉTRICA DEL MOVIMIENTO DE LOS CUERPOS. III.1. DEFINICIONES FUNDAMENTALES

• PARTÍCULA, CUERPO RÍGIDO Y FLUIDO. • TIPOS DE MOVIMIENTO TRASLACIÓN, ROTACIÓN Y FLUIDEZ • DESPLAZAMIENTO. • VELOCIDAD MEDIA E INSTANTÁNEA • ACELERACIÓN PROMEDIO E INSTANTÁNEA

A. RECONOCER LAS DIFERENTES PARTES DE LA MECÁNICA IDENTIFICANDO A LA CINEMÁTICA COMO LA DESCRIPCIÓN GEOMÉTRICA DEL MOVIMIENTO DE LOS CUERPOS.

B. EXPLICAR LA DIFERENCIA ENTRE PARTÍCULA, CUERPO RÍGIDO Y FLUIDO, RELACIONÁNDOLOS CON EL TIPO DE MOVIMIENTO QUE DESARROLLAN, ES DECIR, CON LA TRASLACIÓN, LA ROTACIÓN Y LA FLUIDEZ, RESPECTIVAMENTE.

C. EXPLICAR LOS CONCEPTOS DE DESPLAZAMIENTO, VELOCIDAD PROMEDIO E INSTANTÁNEA Y ACELERACIÓN MEDIA E INSTANTÁNEA PARA UTILIZARLOS POSTERIORMENTE EN EL CÁLCULO DE DESPLAZAMIENTOS UNIDIMENSIONALES DE TRASLACIÓN DE PARTÍCULAS.

10 III.2. CINEMÁTICA DE UNA PARTÍCULA. MOVIMIENTO UNIDIMENSIONAL. • MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME. • MOVIMIENTO UNIFORMEMENTE ACELERADO • CAÍDA LIBRE Y TIRO VERTICAL. • EJERCICIOS

D. DESCRIBIR LOS MODELOS MATEMÁTICOS PARA MOVIMIENTO UNIDIMENSIONAL TANTO CON VELOCIDAD CONSTANTE COMO CON ACELERACIÓN CONSTANTE.

E. RESOLVER PROBLEMAS RELACIONADOS CON EL MRU Y EL MUA, INCLUYENDO CAÍDA LIBRE Y TIRO VERTICAL.

11 EJERCICIOS DE CINEMÁTICA UNIDIMENSIONAL RESOLVER PROBLEMAS RELACIONADOS CON EL MOVIMIENTO DE PARTÍCULAS EN 1 DIMENSIÓN. MRU Y MUA, CAÍDA LIBRE Y TIRO VERTICAL.

12 III.3. CINEMÁTICA DE UNA PARTÍCULA. MOVIMIENTO BIDIMENSIONAL • TIRO PARABÓLICO • EJERCICIOS

A. COMBINAR LAS ECUACIONES DEL MRU Y DEL MUA PARA OBTENER LAS EXPRESIONES MATEMÁTICAS CORRESPONDIENTES AL TIRO PARABÓLICO

B. RESOLVER PROBLEMAS DEL CÁLCULO DE TRAYECTORIA DE PROYECTILES CON LA ECUACIONES DE TIRO PARABÓLICO.

13 EJERCICIOS DE CINEMÁTICA BIDIMENSIONAL RESOLVER EJERCICIOS DE CINEMÁTICA 2-D. TIRO PARABÓLICO. 14 • MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME

• MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE • EJERCICIOS.

C. RESOLVER PROBLEMAS RELACIONADOS CON LA CINEMÁTICA DEL MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME, TRABAJANDO CON LAS COMPONENTES RADIAL Y TANGENCIAL DE LAS ECUACIONES DE MOVIMIENTO ASÍ COMO CON LAS PROYECCIONES EN COORDENADAS CARTESIANAS QUE CONLLEVAN AL MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE.

15 EJERCICIOS DE CINEMÁTICA BIDIMENSIONAL RESOLVER EJERCICIOS DE CINEMÁTICA 2-D. MCU Y MAS. 16 III.4. NOTAS HISTÓRICAS DEL DESARROLLO DE LA CINEMÁTICA. LEYES DE

KEPLER. CÁLCULOS. EJERCICIOS. A. EXPLICAR LAS LEYES DE KEPLER Y UTILIZAR LA 3/A LEY PARA EL

CÁLCULO DE DISTANCIAS AL SOL Y PERIODOS DE TRASLACIÓN DE LOS PLANETAS. OBTENDRÁ TAMBIÉN LA CONSTANTE DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL A PARTIR DE DATOS DE LOS PLANETAS DEL SISTEMA SOLAR

16

17 EXAMEN DEMOSTRAR LOS CONOCIMIENTOS TEÓRICOS ADQUIRIDOS Y SU HABILIDAD PARA RESOLVER PROBLEMAS.

18 IV. DINÁMICA DE UNA PARTÍCULA. IV.1. FUNDAMENTOS DE LA MECÁNICA CLÁSICA. IV.2. LEYES DE NEWTON. a) PRIMERA LEY. DEFINICIÓN DE SISTEMA DE REFERENCIA INERCIAL b) SEGUNDA LEY. DEFINICIÓN DE FUERZA, MOMENTUM, MASA Y ACELERACIÓN c) TERCERA LEY. EFECTOS DE ACCIÓN-REACCIÓN. IV.3. ECUACIONES VECTORIALES Y ESCALARES PARA EL MOVIMIENTO DE

UNA PARTÍCULA EN EL ESPACIO TRIDIMENSIONAL IV.4. DIAGRAMAS DE CUERPO LIBRE Y SU APLICACIÓN EN LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE DINÁMICA DE PARTÍCULAS.

A. DESCRIBIR MATEMÁTICAMENTE Y EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LAS LEYES DE NEWTON DE LA MECÁNICA CLÁSICA.

B. ESPECIFICAR MATEMÁTICAMENTE LAS ECUACIONES DE MOVIMIENTO DE UNA PARTÍCULA EN SISTEMAS DE COORDENADAS CARTESIANAS,

C. ELABORAR DIAGRAMAS DE CUERPO LIBRE PARA ESPECIFICAR LAS FUERZAS QUE ACTÚAN SOBRE UNA PARTÍCULA Y FORMULAR LAS LEYES DE NEWTON CORRESPONDIENTES PARA FINALMENTE OBTENER LAS CONDICIONES DINÁMICAS DEL MOVIMIENTO TRASLACIONAL DE DICHA PARTÍCULA.

19 EJERCICIOS DE DINÁMICA DE PARTÍCULAS APLICAR LAS LEYES DE NEWTON EN LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE DINÁMICA DE PARTÍCULAS.

20 IV.5. ECUACIONES ESCALARES DE LA DINÁMICA DE UNA PARTÍCULA EN COORDENADAS CURVILÍNEAS - CILÍNDRICAS - ESFÉRICAS - EJEMPLOS DE APLICACIÓN. - LA FUERZA DE CORIOLIS.

A. ESPECIFICAR MATEMÁTICAMENTE LAS ECUACIONES DE MOVIMIENTO DE UNA PARTÍCULA EN SISTEMAS DE COORDENADAS CILÍNDRICAS Y ESFÉRICAS.

B. UTILIZAR LAS ECUACIONES CORRESPONDIENTES PARA CALCULAR LAS COORDENADAS DE POSICIÓN Y VELOCIDADES.

C. EXPLICAR LA IMPORTANCIA DE LAS FUERZAS DE CORIOLIS EN LA NATURALEZA Y REALIZAR CÁLCULOS PARA SU CARACTERIZACIÓN.

21 EJERCICIOS DE DINÁMICA DE PARTÍCULAS EN COORDENADAS CURVILÍNEAS. RESOLVER EJERCICIOS DE DINÁMICA DE PARTÍCULAS EN COORDENADAS CURVILÍNEAS.

22 IV.6. FRICCIÓN. a) NATURALEZA DE LAS FUERZAS FRICCIONANTES b) VARIABLES DE LAS QUE DEPENDE. c) DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE DE FRICCIÓN MEDIANTE LA TANGENTE

DEL ÁNGULO NECESARIO PARA QUE UNA PARTÍCULA SE DESLICE POR UN PLANO INCLINADO. EXPERIENCIA DE CÁTEDRA.

d) EVALUACIÓN DE LAS FUERZAS DE FRICCIÓN MEDIANTE LA NORMAL A LA SUPERFICIE DE CONTACTO.

A. EXPLICAR EL CONCEPTO DE FUERZA DE FRICCIÓN Y UTILIZAR MODELOS MATEMÁTICOS PARA EVALUARLA EN CONDICIONES ESTÁTICAS Y DINÁMICAS DEL MOVIMIENTO DE UNA PARTÍCULA.

B. UTILIZAR UN DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE Y EL CORRESPONDIENTE BALANCE DE FUERZAS PARA UN CUERPO SOBRE UN PLANO INCLINADO Y DTERMINAR EL COEFICIENTE DE FRICCIÓN MEDIANTE UNA EXPERIENCIA DE CÁTEDRA.

23 EJERCICIOS DE DINÁMICA DE PARTÍCULAS ANTE LA PRESENCIA DE FUERZAS FRICCIONANTES.

RESOLVER PROBLEMAS DE DINÁMICA DE PARTÍCULAS ANTE LA PRESENCIA DE FUERZAS FRICCIONANTES.

24 IV. 7. EQUILIBRIO ESTÁTICO DE UNA PARTÍCULA a) EL EQUILIBRIO ESTÁTICO COMO CASO PARTICULAR DE LA DINÁMICA b) CONDICIONES DE EQUILIBRIO ESTÁTICO: ∑ F = 0 , v = 0 c) RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS

A. IDENTIFICAR A LA ESTÁTICA COMO UN CASO PARTICULAR DE LA DINÁMICA DE UNA PARTÍCULA.

B. ESTABLECER MATEMÁTICAMENTE LAS CONDICIONES DE EQUILIBRIO ESTÁTICO DE UNA PARTÍCULA, EN TÉRMINOS DE LA SUMA DE FUERZAS QUE ACTÚAN SOBRE ELLA.

C. UTILIZAR DIAGRAMAS DE CUEPO LIBRE ESPECIFICANDO LAS EXPRESIONES MATEMÁTICAS QUE DESCRIBEN EL EQUILIBRIO ESTÁTICO DE UNA PARTÍCULA Y RESOLVERLAS PARA OBTENER LAS FUERZAS QUE HACEN QUE SE CUMPLAN LAS CONDICIONES DE EQUILIBRIO.

25 V.- TRABAJO, ENERGÍA E IMPULSO EN LA DINÁMICA DE UNA PARTÍCULA. V.1. TRABAJO REALIZADO POR UNA FUERZA. V.2. ENERGÍA CINÉTICA Y ENERGÍA POTENCIAL V.3. GENERALIDADES DEL PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE ENERGÍA

A. EXPLICAR EL CONCEPTO DE TRABAJO MECÁNICO COMO LA COMPONENTE DE UNA FUERZA EN DIRECCIÓN DEL DESPLAZAMIENTO QUE PROVOCA.

B. RELACIONAR EL CONCEPTO DE ENERGÍA CINÉTICA CON LA ENERGÍA DE UN CUERPO ASOCIADA A SU MOVIMIENTO.

C. RELACIONAR EL CONCEPTO DE ENERGÍA POTENCIAL CON LA ENERGÍA QUE POSEEE UN CUERPO POR SU POSICIÓN EN UN CAMPO, POR EJEMPLO GRAVITACIONAL O ELÉCTRICO, Y CALCULAR LA ENERGÍA POTENCIAL EN EL CAMPO DE GRAVEDAD TERRESTRE.

D. APLICAR EL PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE ENERGÍA PARA CALCULAR LAS INTERCONVERSIONES DE ENERGÍA POTENCIAL EN ENERGÍA CINÉTICA Y TRABAJO MECÁNICO, PARA UNA PARTÍCULA.

17

26 EJERCICIOS RELACIONADOS CON EL PRINCIPIO DE3 CONSERVACIÓN DE ENERGÍA.

E. RESOLVER PROBLEMAS RELACIONADOS CON EL PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA Y LA CONVERSIÓN DE ENERGÍA CINÉTICA Y POTENCIAL EN TRABAJO MECÁNICO.

27 V.4 SISTEMAS DE FUERZAS CONSERVATIVAS. - CONDICIÓN MATEMÁTICA DE IRROTACIONALIDAD DEL CAMPO DE FUERZAS. - EJEMPLOS DE CAMPOS DE FUERZAS CONSERVATIVAS. V.5 ANÁLISIS MATEMÁTICO DE LA ENERGÍA POTENCIAL - CAMPO DE POTENCIAL. - ENERGÍA POTENCIAL ASOCIADA A SUPERFICIES DE NIVEL. V.6 APLICACIÓN DEL PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE ENERGÍA EN LA CARACTERIZACIÓN DE LA DINÁMICA DE UNA PARTÍCULA. EJERCICIOS.

F. EXPLICAR EL CONCEPTO DE FUERZA CONSERVATIVA, ESPECIFICANDO LAS CONDICIONES MATEMÁTICAS DE IRROTACIONALIDAD PARA QUE EL CAMPO DE FUERZAS SEA CONSERVATIVO.

G. RELACIONAR MATEMÁTICAMENTE LA FUNCIÓN POTENCIAL ESCALAR AL CAMPO DE UN SISTEMAS DE FUERZAS CONSERVATIVO.

H. APLICAR EL PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE ENERGÍA A SISTEMAS DE FUERZAS CONSERVATIVOS Y NO CONSERVATIVOS, CON EL FIN DE DETERMINAR LAS VARIABLES DINÁMICAS DE UNA PARTÍCULA MOVIÉNDOSE EN SISTEMAS DE FUERZAS DE TAL NATURALEZA.

I. RESOLVER PROBLEMAS RELACIONADOS CON EL PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA.

28 V.7 PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DEL MOMENTUM LINEAL - DEFINICIÓN DE IMPULSO O CANTIDAD DE MOVIMIENTO LINEAL. - OBTENCIÓN DEL PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE MOMENTUM LINEAL A PARTIR DE LA SEGUNDA LEY DE NEWTON. - EJEMPLOS

J. OBTENER EL PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE MOMENTUM LINEAL MEDIANTE LA SEGUNDA LEY DE NEWTON,

K. APLICAR EL PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE MOMENTUM LINEAL AL ANÁLISIS MATEMÁTICO DEL MOVIMIENTO DE UNA PARTÍCULA

29 EJERCICIOS RELACIONADOS CON EL PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE CANTIDAD DE MOVIMIENTO LINEAL

30 VI. NATURALEZA Y ESTABILIDAD DEL EQUILIBRIO VI.1 CONDICIONES DE EQUILIBRIO EN FUNCIÓN DE LA PRIMERA

DERIVADA DE LA ENERGÍA POTENCIAL DE UNA PARTÍCULA VI.2 NATURALEZA DEL EQUILIBRIO EN TÉRMINOS DE LA SEGUNDA

DERIVAD DE LA ENERGÍA POTENCIAL DE UNA PARTÍCULA. A) EQUILIBRIO INESTABLE B) EQUILIBRIO ESTABLE C) EQUILIBRIO INDIFERENTE D) ESTRUCTURAS MECÁNICAS ESTÁTICAMENTE ESTABLES.

UTILIZAR EL CRITERIO DE LAS DERIVADAS DE LA ENERGÍA POTENCIAL PARA DETERMINAR LA NATURALEZA Y ESTABILIDAD DEL EQUILIBRIO DE UN SISTEMA MECÁNICO.

31 EJERCICIOS A CERCA DE LA NATURALEZA Y ESTABILIDAD DEL EQUILIBRIO. 32 EXAMEN

BIBLIOGRAFÍA :

BÁSICA: 1. RESNICK, HALLIDAY & CRANE. FÍSICA, TOMO 1. CECSA, 2000 2. SERWAY, RAYMOND A. & BEICHNER, ROBERT J. FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA. TOMO I. MC GRAW HILL INTERAMERICANA, 5/A EDICIÓN, MÉXICO, 2002 3.- FISHBANE, PAUL M.; GASIOROWICZ, STEPHEN; THORNTON, STEPHEN. FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA. TOMO I. PRENTICE HALL HISPANOAMERICANA, MÉXICO, 1994 4.- ALONSO, MARCELO; FINN, E. J. FÍSICA, VOL. 1 MECÁNICA. FONDO EDUCATIVO INTERAMERICANO, 1978 5.- IRIDONOV, VLADIMIR. PROBLEMAS DE FÍSICA. EDITORIAL MIR, MOSCÚ, URSS, 1989. 6.- LEA, SUSAN M.; BURKE, JOHN R. FÍSICA I. LA NATURALEZA DE LAS COSAS. INTERNATIONAL THOMSON EDITORES. MÉXICO, 1999 7.- KITTEL, CHARLES; KNIGHT, WALTER D.; RUDERMAN, MALVIN A. MECÁNICA. BERKELEY PHYSICS COURSE. EDIT. REVERTÉ. BARCELONA, ESPAÑA, 1971 8.- VIDAURRE, A; JIMÉNEZ, M.H.; RIERA, J. FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INGENIERÍA. UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA. ESPAÑA, 1997

18

9.- SEARS, FRANCIS W.; ZEMANSKY, MARK W.; YOUNG, HUGH D. FÍSICA UNIVERSITARIA. 9/A EDICIÓN. PEARSON EDUCATION. ADDISON WESLEY LONGMAN. MÉXICO, 1999 10. TIPPENS, PAUL E. FÍSICA, VOL. I. MC GRAW HILL, MÉXICO, 1994 COMPLEMENTARIA: 1.- ARONS, ARNOLD B. EVOLUCIÓN DE LOS CONCEPTOS DE LA FÍSICA. EDIT. TRILLAS. MÉXICO, 1970 2.- BENSON, HARRIS. FÍSICA UNIVERSITARIA. CECSA, MÉXICO, 2000 3.- GOULD, HARVEY; TOBOCHNIK, JAN. AN INTRODUCTION TO COMPUTER SIMULATIONS METHODS. APPLICATIONS TO PHYSICAL SYSTEMS. ADDISON WESLEY. MASSACHUSSETS, USA, 1988. 4.- BLATT, FRANK J. FUNDAMENTOS DE FÍSICA, 3/A EDICIÓN. PRENTICE HALL HISPANOAMERICANA, MÉXICO, 1999 5.- ROBINSON, PAUL FÍSICA CONCEPTUAL. MANUAL DE LABORATORIO. ADDISON WEESLEY LONGMAN, MÉXICO, 1998. 6.- DE VRIES, PAUL L. A FIRST COURSE IN COMPUTATIONAL PHYSICS. JOHN WILEY AND SONS, NEW YORK, USA, 1994 TÉCNICA DE ENSEÑANZA. 1.- DESARROLLO DE CONCEPTOS Y MODELOS MATEMÁTICOS DE LA MECÁNICA CLÁSICA NEWTONIANA EN EL PIZARRÓN, POR PARTE DEL

PROFESOR. 2.- RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS DURANTE CLASE ENTRE PROFESOR Y ALUMNOS. 3.- RESOLUCIÓN DE SERIES DE PROBLEMAS Y CUESTIONARIOS POR PARTE DEL ALUMNO. 4.- UTILIZACIÓN DE SOFTWARE DIDÁCTICO. 5.- EXPERIENCIAS DE CÁTEDRA. EVALUACIÓN: 1.- SERIES DE PROBLEMAS Y CUESTIONARIOS 30 % 2.- EXÁMENES

PARTE CONCEPTUAL 40 % PARTE DE RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS 30 %

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA:

• CURRICULARMENTE : NINGUNO

• EN LA PRÁCTICA: CONOCIMIENTOS BÁSICOS DE ÁLGEBRA, TRIGONOMETRÍA Y NOCIONES DE CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL (ÚNICAMENTE EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LA DERIVADA Y LA INTEGRAL).EL CURSO ES AUTOCONTENIDO EN CUANTO AL ÁLGEBRA VECTORIAL.

PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA: INGENIEROS, FÍSICOS O PROFESIONALES DE LA QUÍMICA.

19



PROGRAMA DE LA MATERIA: LABORATORIO DE CIENCIA BÁSICA I , QUE CURSARÁN LOS ALUMNOS DE PRIMER SEMESTRE DE INGENIERÍA QUÍMICA , HORAS/SEMANA : 8 (8 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 8 CLAVE: 1122 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA. SECCIÓN CIENCIA BÁSICA CAMPO : BÁSICO . CARÁCTER DE LA ASIGNATURA : OBLIGATORIA . MODALIDAD: LABORATORIO ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA . ASIGNATURA SUBSECUENTE: LABORATORIO DE CIENCIA BÁSICA II

INTRODUCCIÓN.

EL MÉTODO CIENTÍFICO ES UNA HERRAMIENTA DE GRAN IMPORTANCIA PARA EL TRABAJO DE INVESTIGACIÓN TEÓRICA Y EXPERIMENTAL QUE FRECUENTEMENTE EL ESTUDIANTE DE INGENIERÍA HABRÁ DE APLICAR A LO LARGO DE SU FORMACIÓN PROFESIONAL. EL LABORATORIO DE CIENCIA BÁSICA SE IMPARTE EN DOS CURSOS, CON LA FINALIDAD DE QUE ELESTUDIANTE LLEGUE A DOMINAR LA METODOLOGÍA CIENTÍFICA. EN EL PRIMER CURSO, SE LE PIDE AL ESTUDIANTE QUE RESUELVA UNA SERIE DE PROBLEMAS PLANTEADOS EN LOS QUE LA VARIABLE DE INTERÉS ES DE NATURALEZA UNIDEPENDIENTE. DURANTE LA SOLUCIÓN DE DICHOS PROBLEMAS, EL ESTUDIANTE APRENDERÁ A FORMULAR HIPÓTESIS DE TRABAJO Y A DISEÑAR LOS EXPERIMENTOS QUE LE PERMITAN CONTRASTAR DICHAS HIPÓTESIS Y PROBABLEMENTE A LA FORMULACIÓN DE MODELOS MATEMÁTICOS QUE CARACTERICEN A DICHOS FENÓMENOS.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO. AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE : APLICAR EL MÉTODO CIENTÍFICO PARA RESOLVER PROBLEMAS RELACIONADOS CON CUALQUIER EXPERIENCIA DE APRENDIZAJE EN FENÓMENOS FÍSICOS, QUÍMICOS Y FISICOQUÍMICOS EN LOS QUE INTERVENGA UNA SOLA VARIABLE INDEPENDIENTE. DESDE LA OBSERVACIÓN DEL FENÓMENO, LA IDENTIFICACIÓN DE LAS VARIABLES INVOLUCRADAS, EL ESTABLECIMIENTO DE UNA HIPÓTESIS, EL DISEÑO DEL EXPERIMENTO CONTRASTADOR, LA APLICACIÓN CORRECTA DE LAS TÉCNICAS DE LABORATORIO, EL ANÁLISIS ESTADÍSTICO ELEMENTAL DE LOS RESULTADOS, LA OBTENCIÓN DE UN MODELO MATEMÁTICO QUE EXPLIQUE EL FENÓMENO Y LA ELABORACIÓN DE CONCLUSIONES. TODO ELLO CON LA FINALIDAD DE QUE EL ESTUDIANTE SE ACOSTUMBRE A UTILIZAR LOS MÉTODOS CIENTÍFICOS PARA LA ADQUISICIÓN DE CONOCIMIENTO.

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• APLICAR LOS PRINCIPALES ELEMENTOS DEL MÉTODO CIENTÍFICO PARA RESOLVER LOS PROBLEMAS PLANTEADOS EN ALGUNAS EXPERIENCIAS DE APRENDIZAJE RELACIONADAS CON FENÓMENOS FÍSICOS, QUÍMICOS Y FISICOQUÍMICOS EN LOS QUE INTERVIENE UNA SOLA VARIABLE INDEPENDIENTE.

• IDENTIFICAR LAS CARACTERÍSTICAS DE UN PROBLEMA CIENTÍFICO A PARTIR DE OBSERVACIONES HECHAS EN LA NATURALEZA.

• DETERMINAR, A PARTIR DE LA OBSERVACIÓN CIENTÍFICA, LOS PARÁMETROS Y VARIABLES QUE PERMITAN ESTUDIAR LOS FENÓMENOS Y RESOLVER LOS PROBLEMAS PLANTEADOS.

• ELABORAR HIPÓTESIS QUE PERMITAN OBTENER ALGÚN CONOCIMIENTO DEL FENÓMENO EN ESTUDIO, CON BASE A LAS VARIABLES INVOLUCRADAS EN ÉL.

• INVESTIGAR Y APLICAR LAS TÉCNICAS DE LABORATORIO NECESARIAS PARA EL DISEÑO Y REALIZACIÓN DE EXPERIMENTOS QUE PERMITAN CONTRASTAR LAS HIPÓTESIS PROPUESTAS Y ADQUIRIR LAS DESTREZAS QUE REQUIERE CADA EXPERIMENTO.

• CONTRASTAR Y ESTIMAR EXPERIMENTALMENTE LAS HIPÓTESIS PROPUESTAS A TRAVÉS DE LA MEDICIÓN Y ANÁLISIS DE DATOS DE LOS FENÓMENOS ESTUDIADOS.

• APLICAR EL CONCEPTO DE MODELO TEÓRICO, SEGÚN LAS PROPUESTAS DE DIVERSOS AUTORES, PARA EXPLICAR ALGUNOS FENÓMENOS NO DIRECTAMENTE OBSERVABLES.

• ELABORAR CONCLUSIONES SOBRE LOS DIVERSOS FENÓMENOS ESTUDIADOS CON BASE A LA ESTIMACIÓN DE LA HIPÓTESIS. • ADQUIRIR LOS CONCEPTOS FUNDAMENTALES QUE SE SEÑALAN EN CADA UNO DE LOS EXPERIMENTOS DEL MANUAL DE

LABORATORIO DE CIENCIA BÁSICA I. • UTILIZAR ALGUNOS MÉTODOS MODERNOS DE INVESTIGACIÓN BIBLIOGRÁFICA.

CONTENIDO: EL CURSO DE LABORATORIO DE CIENCIA BÁSICA I ESTÁ INTEGRADO POR :

1) EJE METODOLÓGICO. 2) EJE DE CONOCIMIENTOS ESPECÍFICOS. 3) EJE EXPERIMENTAL. 4) EJE DE CONOCIMIENTOS EMERGENTES.

1) A TRAVÉS DEL EJE METODOLÓGICO SE INTRODUCE AL ALUMNO EN EL MANEJO DE LA METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN,

LA CUAL DEBERÁ SER RETOMADA POR TODAS AQUELLAS ASIGNATURAS DE CARÁCTER TEÓRICO-EXPERIMENTAL Y EXPERIMENTAL QUE CURSE A LO LARGO DE SU FORMACIÓN PROFESIONAL.

2) EL EJE DE CONOCIMIENTOS ESPECÍFICOS ESTARÁ COMPUESTO POR AQUELLAS ÁREAS DEL CONOCIMIENTO QUE PERMITAN DAR UN SUSTENTO TEÓRICO PARA QUE EL ALUMNO COMPRENDA EL PRINCIPIO BÁSICO DEL FENÓMENO ESTUDIADO Y SU ANÁLISIS GENERAL. LAS ÁREAS DE INTERÉS SON: QUÍMICA, FÍSICA, FISICOQUÍMICA, MATEMÁTICAS Y METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN, LAS CUALES QUEDARÁN EXPLICITADAS EN EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA LABORATORIO DE CIENCIA BÁSICA I.

3) EL EJE EXPERIMENTAL CONTEMPLA UNA SERIE DE EXPERIMENTOS EN EL CAMPO DE LA FÍSICA, QUÍMICA, FISICOQUÍMICA Y MATEMÁTICAS, PARA PROPICIAR EL DESARROLLO DE LAS POTENCIALIDADES DE LOS ALUMNOS. ALGUNOS EXPERIMENTOS

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SERÁN PREVIAMENTE ESTABLECIDOS DEBIDO A QUE SON PROBLEMAS MODELO Y DIDÁCTICOS PARA RE-CREAR LA METODOLOGÍA EXPERIMENTAL.

4) DEBIDO A QUE SE PROPONE LA REALIZACIÓN DE EXPERIMENTOS ADICIONALES QUE LE DEN FLEXIBILIDAD A LA ASIGNATURA PARA QUE EL ALUMNO PROPONGA ALGÚN PROBLEMA DE SU INTERÉS, EL EJE DE CONOCIMIENTOS EMERGENTES ESTARÁ COMPRENDIDO POR AQUELLOS QUE SE IDENTIFIQUEN CON LOS PROBLEMAS EXPERIMENTALES QUE EL ALUMNO SELECCIONE DE MANERA PARTICULAR, LOS CUALES SERÁN ORIENTADOS POR EL ASESOR, EN CUANTO A NIVEL Y PROFUNDIDAD.

CONTENIDOS EXPERIMENTALES: COMO CONTENIDOS GENÉRICOS PARA EL DESARROLLO DE LA ASIGNATURA SE CONTEMPLA EL DESARROLLO DE EXPERIMENTOS EN LOS CUALES SE TRABAJA CON: FENÓMENOS DIRECTAMENTE OBSERVABLES. FENÓMENOS NO DIRECTAMENTE OBSERVABLES. LA PARTE EXPERIMENTAL SE DESARROLLA DENTRO DE LOS TRES SIGUIENTES CAMPOS: FÍSICA, QUÍMICA Y FISICOQUÍMICA. LOS EXPERIMENTOS PROPUESTOS PARA CADA UNO DE ESTOS TRES CAMPOS SON: CAMPO EXPERIMENTO OBSERVACIONES

EXPERIMENTALES HORAS

FÍSICA 1 DETERMINACIÓN DE LA LEY DE HOOKE 1 2 ESTUDIO DEL MOVIMIENTO DE UNA PARTÍCULA 1 3 EXPERIMENTO 1 EXPERIENCIA DE CÁTEDRA 2

24

QUÍMICA 4 DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE SUSTANCIAS SÓLIDAS Y LÍQUIDAS 1 5 DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE GASES 1 6 ESTUDIO DE LA DETERMINACIÓN DE LA SOLUBILIDAD DE SUSTANCIAS SÓLIDAS

(SUSTANCIAS MUY SOLUBLES) 1

7 CURVA DE CALIBRACIÓN 1 8 REACTIVIDAD QUÍMICA DE ALGUNAS SUSTANCIAS EN SOLUCIÓN ACUOSA 1 EXPERIENCIA DE CÁTEDRA 2

24

FISICOQUÍMICA 9 ESTUDIO COMPARATIVO Y CUALITATIVO DE LA CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA DE ALGUNOS ELECTROLITOS (FUERTES Y DÉBILES) Y NO ELECTROLITOS EN MEDIO ACUOSO.

1

10

ESTUDIO COMPARATIVO Y CUALITATIVO DE LAS LEYES DE FARADAY 1

EXPERIENCIA DE CÁTEDRA 2

24

1. EXPERIMENTOS ESTABLECIDOS

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2. EXPERIMENTOS PROPUESTOS POR EL ALUMNO. EL EXPERIMENTO 1 (DETERMINACIÓN DE LA LEY DE HOOKE) PUEDE TRABAJARSE COMO EL DIAGNÓSTICO DE LOS CONOCIMIENTOS EN EXPERIMENTACIÓN DE LOS ALUMNOS DE PRIMER INGRESO, Y EL 10 (ESTUDIO CUALITATIVO Y CUANTITATIVO DE LAS LEYES DE FARADAY DE LA ELECTRODEPOSICIÓN) COMO CONTRADIAGNÓSTICO. LOS EXPERIMENTOS 1 A 5 Y EL 10 PERMITEN RECREAR, DE MANERA INTEGRAL, LA METODOLOGÍA CIENTÍFICO EXPERIMENTAL, OBJETIVO DE LA ASIGNATURA. EL EXPERIMENTO 7 RELACIONA CONOCIMIENTOS DE TIPO TÉCNICO, LOS CUALES SON DE UTILIDAD EN ASIGNATURAS POSTERIORES. LOS EXPERIMENTOS 8 Y 9, SE DESARROLLAN APLICANDO LA METODOLOGÍA EXPERIMENTAL CON LA PARTICULARIDAD DE QUE LOS FENÓMENOS ESTUDIADOS SON NO DIRECTAMENTE OBSERVABLES Y Q UE EN ELLOS NO ES POSIBLE EL ESTABLECIMIENTO DE UNA HIPÓTESIS DE TIPO CUANTITATIVO, EN DONDE SE OBSERVE UNA CONSECUENCIA CONTRASTABLE EN TÉRMINOS DE RELACIONES DE FUNCIONALIDAD. CON ESTA GAMA DE EXPERIMENTOS SE PRESENTAN AL ALUMNO DIVERSAS MODALIDADES PARA LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS, Y SE PROPONE A LA VEZ LA SIGUIENTE: METODOLOGÍA DE TRABAJO EXPERIMENTAL: INSTRUMENTACIÓN DIDÁCTICA.

1) DISPONER DE UN MANUAL DE LABORATORIO DE CIENCIA BÁSICA I, EN EL CUAL SE INCLUYA UNA GUÍA METODOLÓGICA CONSTITUIDA POR UNA SERIE DE PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN PARA ORIENTAR LA SECUENCIA DE LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS EN ALGUNAS EXPERIENCIAS Y CON ESTO PROPICIAR EL TRABAJO INDEPENDIENTE DEL ALUMNO.

2) INCLUIR INVESTIGACIONES EN LAS QUE NO SE INDICA UNA SECUENCIA A SEGUIR; CON ESTO SE PROPONE QUE EL ALUMNO ADQUIERA MAYOR LIBERTAD PARA REALIZAR EL TRABAJO EXPERIMENTAL Y DESARROLLE SUS CAPACIDADES PARA LA PROPUESTA DE DISEÑOS EXPERIMENTALES.

3) PROPICIAR EL TRABAJO EN EQUIPO E INDIVIDUAL: EL TRABAJO EN EQUIPO ES IMPORTANTE PARA EL DESARROLLO INTEGRAL DEL GRUPO. ADEMÁS DE REFORZAR EL TRABAJO INDIVIDUAL, PERMITE EL INTERCAMBIO DE PUNTOS DE VISTA DIFERENTES Y AMPLÍA LA DIMENSIÓN DEL CONOCIMIENTO.

4) RETROALIMENTAR EL TRABAJO DE LABORATORIO A TRAVÉS DE LA DISCUSIÓN DE LA METODOLOGÍA Y DE LA FASE EXPERIMENTAL, PARA QUE EL ALUMNO EVALÚE LOS EXPERIMENTOS GLOBALMENTE.

5) INSTRUCCIÓN. 6) EVALUACIÓN.

23

P R O G R A M A :

No. de sesión


REFERENCIA BIBLIOGRAFICA

1 UNIDAD I. INTRODUCCIÓN AL CURSO DE LABORATORIO DE CIENCIA BÁSICA I 1.1 GENERALIDADES DE LA ASIGNATURA DE LABORATORIO DE CIENCIA BÁSICA

I 1.2 PRESENTACIÓN DEL CURSO. 1.3 DEFINICIÓN DE LA ASIGNATURA DE LABORATORIO DE CIENCIA BÁSICA I 1.4 OBJETIVOS GENERALES DEL LABORATORIO DE CIENCIA BÁSICA 1.5 OBJETIVOS DEL LABORATORIO DE CIENCIA BÁSICA I 1.6 ELEMENTOS DE EVALUACIÓN DEL CURSO.

• EXPLICAR EL PANORAMA GENERAL DEL CURSO DE LABORATORIO DE CIENCIA BÁSICA I, SUS PROPÓSITOS, OBJETIVOS, METODOLOGÍA DE TRABAJO Y ELEMENTOS DE EVALUACIÓN.

• RECONOCER LA IMPORTANCIA DE LA ASIGNATURA DE CIENCIA BÁSICA EN LA FORMACIÓN PROFESIONAL DEL INGENIERO QUÍMICO.

2 1.7 EL LABORATORIO DE CIENCIA BÁSICA I: 1.7.1 UBICACIÓN DE LA ASIGNATURA: EN EL CONTEXTO ADMINISTRATIVO

(ORGANIGRAMA) Y ACADÉMICO (PLANES Y PROGRAMAS DE ESTUDIO) 1.7.2 IMPORTANCIA ACADÉMICA DE LA ASIGNATURA: RELACIÓN HORIZONTAL Y

VERTICAL. 1.7.3 REGLAMENTO. NORMAS DE SEGURIDAD.

• IDENTIFICAR LA UBICACIÓN DE LA ASIGNATURA EN EL CONTEXTO DEL PLAN DE ESTUDIOS DE LA CARRERA,

• EXPLICAR LA IMPORTANCIA DE LA CIENCIA BÁSICA COMO ASIGNATURA Y SUS RELACIONES HORIZONTAL Y VERTICAL.

• RECONOCER LA IMPORTANCIA DE SEGUIR LOS LINEAMIENTOS QUE DEFINEN EL REGLAMENTO DEL LABORATOIRIO Y LAS NORMAS DE SEGURIDAD.

3 UNIDAD 2. INTRODUCCIÓN A LA METODOLOGÍA DE LA CIENCIA 2.1 GENERALIDADES DE LA CIENCIA 2.1.1 PENSAMIENTO PRECIENTÍFICO. 2.1.2 DEFINICIÓN DE CIENCIA 2.1.3 CLASIFICACIÓN DE LAS ÁREAS DE LA CIENCIA. 2.2 ASPECTOS GENERALES DE LA FILOSOFÍA DE LA CIENCIA 2.2.1 DESARROLLO DE LA CIENCIA: PUNTO DE VISTA FILOSÓFICO. 2.2.2 EPISTEMOLOGÍA: COMO SE CONSTITUYE UNA CIENCIA. 2.3 LA CIENCIA Y SU MÉTODO. 2.3.1 CONSIDERACIONES FILOSÓFICAS. 2.3.2 CONSIDERACIONES EPISTEMOLÓGICAS.

• DAR UNA DEFINICIÓN DEL CONCEPTO DE CIENCIA E IDENTIFICAR LAS DIFERENTES ÁREAS EN QUE SE DIVIDE.

• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS ESENCIALES DEL CONOCIMIENTO CIENTÍFICO, SU FILOSOFÍA, METODOLOGÍA Y EPISTEMOLOGÍA.

4 2.4 EL MÉTODO CIENTÍFICO 2.4.1 DEFINICIÓN Y SUS CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES. 2.4.2 PRINCIPIOS FILOSÓFICOS DEL MÉTODO CIENTÍFICO. 2.4.3 ESTRUCTURA GENERAL DEL MÉTODO CIENTÍFICO: ELEMENTOS Y

DEFINICIÓN. 2.4.4 CONSIDERACIONES EN TORNO A ALGUNOS ELEMENTOS FUNDAMENTALES

DEL MÉTODO DE LA CIENCIA. A) EL PROBLEMA B) EL TEMA C) EL MARCO TEÓRICO D) EL MARCO DE REFERENCIA E) LAS VARIABLES F) LA HIPÓTESIS Y SU VERIFICACIÓN (SEGÚN CORRESPONDA)

• EXPLICAR LOS PRINCIPIOS FILOSÓFICOS FUNDAMENTALES DEL MÉTODO CIENTÍFICO, SU ESTRUCTURA, ELEMENTOS Y SU IMPORTANCIA EN LA ADQUISICIÓN DE CONOCIMIENTO.

• EXPLICAR LAS DIVERSAS CONSIDERACIONES QUE DEBEN HACERSE EN CUANTO A LOS ELEMENTOS FUNDAMENTALES DEL MÉTODO CIENTÍFICO, CONSIDERACIONES QUE DEBERÁN SER TOMADAS EN CUENTA AL MOMENTO DE LLEVAR A CABO LAS EXPERIMENTACIONES QUE REALICE DURANTE EL CURSO.

5 UNIDAD 3: METODOLOGÍA CIENTÍFICA. 3.1 MOMENTOS EN LA METODOLOGÍA DE LA CIENCIA 3.1.1 MOMENTO FILOSÓFICO: EL MÉTODO DE LA CIENCIA 3.1.2 MOMENTO CONCEPTUAL: LOS MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN. 3.1.3 MOMENTO OPERACIONAL: EL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN. 3.2 LOS MÉTODOS CIENTÍFICOS. 3.2.1 DILEMAS FILOSÓFICOS EN TORNO A LOS MÉTODOS: EL RACIONALISMO, EL

EMPIRISMO. 3.2.2 LAS DISCIPLINAS CIENTÍFICAS CONCRETAS Y SUS MÉTODOS DOMINANTES:

LAS FORMALES Y LAS EMPÍRICAS. 3.2.3 CUADRO COMPARATIVO DE LOS DIFERENTES MÉTODOS CIENTÍFICOS.

• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS DE LAS DIFERENTES FASES QUE CONFORMAN LA METODOLOGÍA CIENTÍFICA DE ADQUISICIÓN DE CONOCIMIENTO, PARA POSTERIORMENTE PONERLAS EN PRÁCTICA EN LA RESOLUCIÓN DE LOS PROBLEMAS QUE SE LE PLANTEEN A LO LARGO DEL CURSO.

• IDENTIFICAR LAS DIFERENCIAS ENTRE LAS CORRIENTES FILOSÓFICAS DENOMINADAS RACIONALISMO Y EMPIRISMO.

• CONSTRUIR UN CUADRO COMPARATIVO QUE EXPLIQUE LAS CARACTERÍSTICAS ESENCIALES DE LOS DIFERENTES MÉTODOS CIENTÍFICOS.

24

6 3.3 EL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN. 3.3.1 FASES EMPÍRICAS PARA LA REALIZACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN: LA

OBSERVACIÓN, LA EXPERIMENTACIÓN. 3.3.2 DEFINICIÓN DE LOS ELEMENTOS Y ESTRUCTURA DEL PROYECTO DE

INVESTIGACIÓN. 3.3.3 ELABORACIÓN DE UN PROYECTO DE INVESTIGACIÓN.

EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE UN PROYECTO DE INVESTIGACIÓN Y LA FORMA EN QUE DEBEN ESTAR ESTRUCTURADOS.

ELABORAR UN PROYECTO DE INVESTIGACIÓN PARA EL ESTUDIO DE UN FENÓMENO FÍSICO SENCILLO.

7 3.4 LAS TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE DATOS. 3.4.1 TÉCNICAS FUNDAMENTALES: LA INVESTIGACIÓN BIBLIOGRÁFICA. 3.4.2 INSTRUMENTOS PARA LA RECOLECCIÓN DE DATOS: TABLAS, GRÁFICAS. 3.4.3 MEDICIÓN.

B) DEFINICIÓN. C) SISTEMAS DE MEDICIÓN. D) MEDICIÓN DE UNA MAGNITUD Y DE UNA SERIE DE

MAGNITUDES. E) INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN. F) PRECISIÓN, EXACTITUD E INCERTIDUMBRE DE LA MEDICIÓN.

• EXPLICAR EN QUE CONSISTEN LAS METODOLOGÍAS DE RECOLECCIÓN Y ORGANIZACIÓN DE DATOS EXPERIMENTALES Y LLEVAR A CABO LA APLICACIÓN DE DICHAS METODOLOGÍAS A SERIES DE DATOS QUE SE DISPONGAN COMO EJEMPLO.

8 3.5 PROCESAMIENTO, ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE DATOS. 3.5.1 ANÁLISIS GRÁFICO. 3.5.2 ANÁLISIS ESTADÍSTICO DESCRIPTIVO. 3.5.3 PROCESAMIENTO ANALÍTICO. CONSTRUCCIÓN DE UN MODELO MATEMÁTICO 3.5.4 ELABORACIÓN DE CONCLUSIONES.

• EXPLICAR COMO SE LLEVA A CABO EL ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE DATOS, UTILIZANDO MÉTODOS ESTADÍSTICOS ELEMENTALES (MEDIA Y VARIANZA) Y APLICAR DICHO ANÁLISIS A SERIES DE DATOS QUE SE DISPONGAN COMO EJEMPLO.

• EXPLICAR COMO SE PUEDE OBTENER UN MODELO MATEMÁTICO A PARTIR DEL ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE LOS RESULTADOS EXPERIMENTALES Y CONSTRUIR MODELOS MATEMÁTICOS A PARTIR DE DATOS QUE SE DISPONGAN COMO EJEMPLO.

9-64 EXPERIMENTACIÓN APLICAR LOS CONCEPTOS APRENDIDOS EN CUANTO A: • LA ELABORACIÓN DE PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN, • EL ESTABLECIMIENTO DE HIPÓTESIS, • EL DISEÑO Y PROGRAMACIÓN DE LA FASE EXPERIMENTAL, • LAS TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN Y ORGANIZACIÓN DE LOS

DATOS EXPERIMENTALES, • EL ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE LOS RESULTADOS

EXPERIMENTALES, • LA OBTENCIÓN DE UN MODELO MATEMÁTICO QUE EXPLIQUE EL

FENÓMENO OBSERVADO Y • LA ELABORACIÓN DE LAS CONCLUSIONES

25

EL MANUAL DE LABORATORIO DE CIENCIA BÁSICA I CONTENIDO DEL MANUAL:

DESCRIPCIÓN DEL MANUAL. CONTENIDOS DEL MANUAL.

FÍSICA: PRIMERA Y SEGUNDA LEYES DE NEWTON VECTORES EN EL PLANO CARTESIANO COMPORTAMIENTO EXPERIMENTAL DEL MOVIMIENTO DE UNA PARTÍCULA. MOVIMIENTO ARMÓNICO. MEDICIÓN

• OPERACIONES BÁSICAS E INTERPRETACIÓN. • LEY DE HOOKE: INTERPRETACIÓN Y APLICACIÓN. • MODELO DEL COMPORTAMIENTO DE UNA SUSTANCIA ELÁSTICA. • TIPOS DE MOVIMIENTO. • FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL MOVIMIENTO. • ECUACIONES RELACIONADAS CON EL MOVIMIENTO. • CONCEPTO. • SISTEMA DE UNIDADES. • FACTORES DE CONVERSIÓN.

QUÍMICA: PROPIEDADES DE LA MATERIA MEZCLA DISOLUCIONES. SOLUBILIDAD ESTEQUIOMETRÍA SEPARACIÓN DE MEZCLAS

• GENERALES • ESPECÍFICAS • QUÍMICAS • HOMOGÉNEA • HETEROGÉNEA • LA MASA MOLECULAR Y EL CONCEPTO MOL • EL ENSAYO DE LOS REACTIVOS Y SU INTERPRETACIÓN

DIMENSIONAL • LA DENSIDAD DE LOS REACTIVOS Y SU INTERPRETACIÓN

DIMENSIONAL • UNIDADES FÍSICAS DE CONCENTRACIÓN. • UNIDADES QUÍMICAS DE CONCENTRACIÓN. • MEZCLAS DE DISOLUCIONES Y EL FACTOR DE DILUCIÓN.. • CONCEPTO • CONCEPTOS DE ECUACIÓN QUÍMICA Y REACCIÓN QUÍMICA. • LOS ELEMENTOS DE UNA REACCIÓN QUÍMICA. • RELACIONES ESTEQUIOMÉTRICAS MOL/MOL, MASA/MASA,

VOLUMEN /VOLUMEN. • DETERMINACIÓN DEL REACTIVO LIMITANTE. • DE UN COMPONENTE • DE DOS COMPONENTES

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FISICOQUÍMICA LOS IONES EN DISOLUCIÓN. CELDAS ELECTROQUÍMICAS.

• PROPIEDADES DE LAS DISOLUCIONES • CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA DE LA MATERIA. • LAS REACCIONES QUÍMICAS EN UNA CELDA ELECTROQUÍMICA • EQUIVALENTE QUÍMICO • EQUIVALENTE ELECTROQUÍMICO • LEYES DE FARADAY • MODELOS DE CONDUCCIÓN DE CORRIENTE ELÉCTRICA EN

CONDUCTORES DE PRIMERO Y SEGUNDO ORDEN MATEMÁTICAS RELACIONES, FUNCIONES Y GRÁFICAS. RELACIONES TRIGONOMÉTRICAS. ANÁLISIS ESTADÍSTICO DESCRIPTIVO.

• TIPOS DE VARIACIÓN. LINEAL, CUADRÁTICA, INVERSA, ETC. • ELEMENTOS BÁSICOS PARA GRAFICAR • PROCESO BÁSICO DE LINEALIZACIÓN.

MÉTODO DE EVALUACIÓN: ASISTENCIA, TRABAJO EXPERIMENTAL, REPORTES, TAREAS, EXÁMENES, PARTICIPACIÓN EN CLASE, ETC.

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: NINGUNO

PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA: PROFESIONALES EN EL ÁREA DE LA QUÍMICA.

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA:

FÍSICA: 1 RESNICK, ROBERT Y DAVID HALLIDAY. FÍSICA, CECSA. MÉXICO, 1990. 2. SEARS, FRANCIS W.; MARK W. SEMANSKY Y HUGH D. YOUNG. FÍSICA UNIVERSITARIA. 6a EDICIÓN. ADISSON-WESLWY IBEROAMERICANA. MÉXICO, 1988. 3. TIPPENS, PAUL E. FÍSICA, CONCEPTOS Y APLICACIONES. 3ª EDICIÓN. Mc GRAW-HILL. MÉXICO, 1994.

QUÍMICA:

1) MAHAN, BRUCE M. Y ROLLIE J. MEYERS. QUÍMICA, CURSO UNIVERSITARIO. 4ª EDICIÓN. ADDISON-WESLEY IBEROAMERICANA. MÉXICO, 1990. 2) GARRITZ A. Y J. A. CHAMIZO. QUÍMICA. ADISSON-WESLEY IBEROAMERICANA. MÉXICO, 1994. 3) WHITTEN, KENNETH W. Y KENNETH D. GAILEY. QUÍMICA GENERAL. EDIT. ITERAMERICANA. MÉXICO, 1985. 4) CHANG, RAYMOND. QUÍMICA. 4ª EDICIÓN. Mc GRAW-HILL. MÉXICO, 1992. 5) CRUZ-GARRITZ, DIANA ET AL. ESTRUCTURA ATÓMICA, UN ENFOQUE QUÍMICO. ADDISON-WESLEY IBEROAMERICANA. MÉXICO, 1987.

FISICOQUÍMICA:

1) ATKINS, P. W. FISICOQUÍMICA. 3ª EDICIÓN. ADISSON-WESLEY IBEROAMERICANA. MÉXICO, 1991. 2) CASTELLAN, GILBERT W. FISICOQUÍMICA. FONDO EDUCATIVO INTERAMERICANO. MÉXICO, 1982. 3) ALBERTI, ROBERT A. Y FARRINGTON, DANIELS. FISICOQUÍMICA, VERSIÓN SI. CECSA. MÉXICO, 1984. 4) METZ, CLYDE R. FISICOQUÍMICA. 2ª EDICIÓN. McGRAW-HILL. MÉXICO, 1991.

MANUALES:

1) THE MERCK INDEX. AN ENCICLOPEDIA OF CHEMICAL AND DRUGS. 19a EDICIÓN. USA, 1976. 2) PERRY. MANUAL DEL INGENIERO QUÍMICO. 3) KIRK AND OTHMER. ENCICLOPEDIA DE LA TECNOLOGÍA QUÍMICA. 4) DEAN, JOHN A. LANGE. MANUAL DE QUÍMICA. 13ª EDICIÓN. McGRAW-HILL. MÉXICO, 1989. 5) SOLICITAR A BIBLIOTECA LISTADO DE MANUALES.

METODOLOGÍA CIENTÍFICA:

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1) BUNGE, MARIO. LA INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA. 2ª EDICIÓN. ARIEL. MÉXICO, 1983. 2) BUNGE, MARIO. LA CIENCIA. SU MÉTODO Y SU FILOSOFÍA. 3) CERVO, A. L. y P. A. BERVIAN. METODOLOGÍA CIENTÍFICA. McGRAW-HILL. MÉXICO, 1980. 4) GUTIÉRREZ ARANZETA, CARLOS. INTRODUCCIÓN A LA METODOLOGÍA EXPERIMENTAL. LIMUSA. MÉXICO, 1992. 5) ROSAS, LUCÍA y HÉCTOR G. RIVEROS. INICIACIÓN AL MÉTODO CIENTÍFICO EXPERIMENTAL. EDIT. TRILLAS. MÉXICO, 1985. 6) WARTOFSKY, MARX W. INTRODUCCIÓN A LA FILOSOFÍA DE LA CIENCIA. EDIT. ALIANZA UNIVERSIDAD. MADRID, ESPAÑA, 1973. 7) TAMAYO Y TAMAYO, MARIO. EL PROCESO DE LA INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA, FUNDAMENTOS DE INVESTIGACIÓN CON MANUAL DE EVALUACIÓN DE PROYECTOS, 2ª ED. LIMUSA.

MÉX, 1987. 8) TAMAYO Y TAMAYO, MARIO. METODOLOGÍA FORMAL DE LA INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA. LIMUSA. MÉXICO, 1979. 9) GODINEZ MARTÍNEZ, FRANCISCO JAVIER. PLANEACIÓN, IMPLEMETACIÓN Y REALIZACIÓN DE TRABAJOS DE INVESTIGACIÓN. UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE QUERÉTARO. MÉX, 1991. 10) CUADERNOS DE APOYO A LA DOCENCIA (13).

INVESTIGACIÓN BIBLIOGRÁFICA:

1) DE LA TORRE VILLAR, ERNESTO y RAMIRO NAVARRO DE ANDA. METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN BIBLIOGRÁFICA, ARCHIVÍSTICA Y DOCUMENTAL. McGRAW-HILL. MÉXICO, 1984.

2) GARCÍA BOSCH. LA TÉCNICA DE LA INVESTIGACIÓN DOCUMENTAL. 11ª EDICIÓN. EDIT. TRILLAS. MÉXICO, 1985. 3) DOMÍNGUEZ S., XORGE ALEJANDRO ET AL. BIBLIOGRAFÍA QUÍMICA Y ESTRUCTURA DE TESIS, 2ª EDICIÓN. MÉXICO, 1984. 4) SCHMELKES, CORINA. MANUAL PARA LA PRESENTACIÓN DE ANTEPROYECTOS E INFORMES DE INVESTIGACIÓN (TESIS). EDIT. HARLA. MÉXICO, 1988.

MATEMÁTICAS:

1) STEEN, FREDERICK H. Y DONALD H. BALLOU. GEOMETRÍA ANALÍTICA. PUBLICACIONES CULTURAL. MÉXICO, 1986. 2) BALDOR, J. A. GEOMETRÍA PLANA Y DEL ESPACIO. PUBLICACIONES CULTURAL. MÉXICO, 1986. 3) BALDOR, J. A. ÁLGEBRA. PUBLICACIONES CULTURAL. MÉXICO, 1986. 4) LOVAGLIA, FLORENCE ET AL. ÁLGEBRA. EDIT. HARLA. MÉXICO, 1976.

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA.

FÍSICA: 1) WILSON, JERRY D. FÍSICA. 2a EDICIÓN. PRENTICE HALL. MÉXICO, 1996. 2) ALVARENGA, MÁXIMO. FÍSICA. Mc GRAW HILL. MÉXICO, 1993.

FISICOQUÍMICA:

1. MARON, SAMUEL H. Y CARL F. PRUTTON. FUNDAMENTOS DE FISICOQUÍMICA. LIMUSA. MÉXICO, 1976. 2. ADAMSON. FISICOQUÍMICA GENERAL. 1996.

METODOLOGÍA CIENTÍFICA:

1. GUTIÉRREZ PANTOJA, GABRIEL. METODOLOGÍA DE LAS CIENCIAS SOCIALES. EDIT. HARLA. MÉXICO,1984. 2. HERNÁNDEZ SAMPIERI, ROBERTO ET AL. METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN. McGRAW-HILL. MÉXICO, 1991. 3. MUNCH, LOURDES y ERNESTO ÁNGELES. MÉTODOS Y TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN PARA ADMINISTRACIÓN E INGENIERÍA. EDIT. TRILLAS. MÉXICO, 1988. 4. PIZARRO, FINNA. APRENDER A RAZONAR, 2ª EDICIÓN. EDIT. ALHAMBRA. BARCELONA, ESPAÑA, 1991.

INVESTIGACIÓN BIBLIOGRÁFICA:

1. GARZA MERCADO, ARIO. MANUAL DE TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN PARA ESTUDIANTES DE CIENCIAS SOCIALES. 4ª EDICIÓN. EL COLEGIO DE MÉXICO. MÉXICO, 1988.

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO. FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN.

CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: ESTRUCTURA DE LA MATERIA. DEL PRIMER SEMESTRE . DE LA CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 3(3 TEÓRICAS) CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1121 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA. SECCIÓN DE QUÍMICA INORGÁNICA. CAMPO : BÁSICO. CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA MODALIDAD: CURSO TEÓRICO. ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: QUÍMICA INORGÁNICA.

INTRODUCCIÓN.

EL CONOCIMIENTO DE LOS MODELOS ATÓMICOS ES ÚTIL PARA TENER UNA VISIÓN AMPLIA Y PROFUNDA DE LA ESTRUCTURA DE LA MATERIA. A LO LARGO DE LA HISTORIA SE HAN HECHO CONTRIBUCIONES IMPORTANTES, DESDE EL DESCUBRIMIENTO DEL ELECTRÓN, HASTA LAS TEORÍAS MODERNAS DE LOS ENLACES MOLECULARES Y LA DINÁMICA MOLECULAR, PASANDO POR EL DESARROLLO DE LA ECUACIÓN DE ONDA DE SCHRÖEDINGER Y SU SOLUCIÓN, QUE PERMITE REPRESENTAR MATEMÁTICAMENTE LOS ORBITALES ATÓMICOS.

EN ESTE CURSO DE PRIMER SEMESTRE DE LA CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA, SE ESTUDIAN LOS DIFERENTES MODELOS ATÓMICOS DESDE UN PUNTO DE VISTA CONCEPTUAL, SIN DESARROLLAR LA SOLUCIÓN DE LAS ECUACIONES DIFERENCIALES. YA QUE EL CURSO DE ECUACIONES DIFERENCIALES ESTÁ UBICADO EN EL TERCER SEMESTRE.

LA COMPRENSIÓN DE LA FENOMENOLOGÍA QUE REPRESENTAN LOS MODELOS ATÓMICOS SERÁ ÚTIL PARA QUE EL ESTUDIANTE

PUEDA ENTENDER LA NATURALEZA DE LOS ENLACES MOLECULARES Y LAS REACCIONES QUÍMICAS, ASÍ COMO ALGUNAS DE LAS PROPIEDADES FÍSICAS PERIÓDICAS DE LA MATERIA QUE ESTUDIA EN CURSOS POSTERIORES.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO. AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: DESCRIBIR LA FORMA EN QUE SE ENCUENTRA CONSTITUIDA LA MATERIA, BASÁNDOSE EN LOS MODELOS ATÓMICOS QUE HAN EVOLUCIONADO A LO LARGO DE LOS ÚLTIMOS SIGLOS, DESDE EL DESCUBRIMIENTO DEL ELECTRÓN, LA DETERMINACIÓN DE SU CARGA ELÉCTRICA Y SU MASA, EL DESCUBRIMIENTO DEL NÚCLEO ATÓMICO Y LA RADIACTIVIDAD, LA PROPOSICIÓN DE LA CUANTIZACIÓN DE LA MATERIA Y LA ENERGÍA, EL DESCUBRIMIENTO DE LA DUALIDAD ONDA-MATERIA DEL ELECTRÓN Y OTRAS PARTÍCULAS ELEMENTALES, Y HASTA LLEGAR A LA TEORÍA DE QUARKS MODERNA Y LA CROMODINÁMICA CUÁNTICA. TODO ELLO CON LA FINALIDAD DE QUE EN SUS CURSOS POSTERIORES DE QUÍMICA INORGÁNICA Y ORGÁNICA, RETOME ESTOS CONCEPTOS PARA ENTENDER LA NATURALEZA DE LOS ENLACES QUÍMICOS Y LAS REACCIONES. OBJETIVOS ESPECÍFICOS.

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EL CURSO ESTÁ CONSTITUIDO POR 8 UNIDADES, AL FINALIZAR CADA UNA DE ELLAS EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE:

UNIDAD I. DECUBRIMIENTO DEL ELECTRÓN, DEL NÚCLEO Y DE LA CUANTIZACIÓN DE LA MATERIA: LISTAR LAS

PARTÍCULAS ELEMENTALES DE LAS QUE ESTÁ COMPUESTA LA MATERIA, EXPLICANDO SUS PROPIEDADES FUNDAMENTALES Y LOS EXPERIMENTOS QUE CRONOLÓGICAMENTE FUERON LLEVANDO A SU DESCUBRIMIENTO.

UNIDAD II. EL MODELO ATÓMICO DE BOHR. EXPLICAR LOS RESULTADOS MÁS IMPORTANTES DE LA VIEJA TEORÍA

CUÁNTICA Y SU APLICACIÓN A LA COMPRENSIÓN DE LA ESPECTROS DE EMISIÓN Y ABSORCIÓN DE DIFERENTES SUSTANCIAS QUÍMICAS..

UNIDAD III. EL MODELO “QUÍMICO” DEL ÁTOMO : EXPLICAR LAS BASES DEL MODELO ATÓMICO DE LEWIS Y SU

IMPORTANCIA EN LA PREDICCIÓN DE FENÓMENOS QUÍMICOS. UNIDAD IV. EL ESPÍN ELECTRÓNICO Y EL PRINCIPIO DE CONSTRUCCIÓN: EXPLICAR CÓMO EL CONOCIMIENTO DE LA

EXISTENCIA DEL ESPÍN ELECTRÓNICO BASTÓ PARA DEDUCIR LAS CONFIGURACIONES ELECTRÓNICAS DE LOS ÁTOMOS, Y CON ELLO, EXPLICAR LA PERIODICIDAD DE LAS PROPIEDADES DE LOS ELEMENTOS Y LA GEOMETRÍA MOLECULAR

UNIDAD V. LA TEORÍA CUÁNTICA MODERNA Y EL ÁTOMO DE HIDRÓGENO: EXPLICAR LA IMPORTANCIA DE LA MECÁNICA

ONDULATORIA Y DE LA RESOLUCIÓN DE LA ECUACIÓN DE SCHRÖEDINGER PARA OBTENER LA FORMA GEOMÉTRICA DE LOS ORBITALES ATÓMICOS DEL ÁTOMO DE HIDRÓGENO.

UNIDAD VI. ÁTOMOS POLIELECTRÓNICOS Y PROPIEDADES PERIÓDICAS: EXPLICAR COMO A PARTIR DE LOS RESULTADOS

DE LA INTEGRACIÓN DE LA ECUACIÓN DE SCHRÖEDINGER PARA ÁTOMOS POLIELECTRÓNICOS, SE PUEDE OBTENER SU CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA Y CON ELLA JUSTIFICAR LAS PROPIEDADES PERIÓDICAS DE LOS ELEMENTOS.

UNIDAD VII. MODELOS MODERNOS DE ESTRUCTURA MOLECULAR: EXPLICAR LA ESTRUCTURA GEOMÉTRICA Y

ELECTRÓNICA DE LAS MOLÉCULAS EN FUNCIÓN LOS ORBITALES MOLECULARES DE ENLACE QUE SE FORMAN AL UNIRSE LOS ÁTOMOS QUE LAS CONSTITUYEN.

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No. de horas

TEMA: No. de horas

TEMA

6 UNIDAD I. DESCUBRIMIENTO DEL ELECTRÓN, DEL NÚCLEO Y DE LA CUANTIZACIÓN DE LA MATERIA: 1.1 ANTECEDENTES:

MODELO DE DALTON LA QUÍMICA DEL SIGLO XIX TABLA PERIÓDICA DE MENDELEIEF FUNDAMENTOS DE LA TEORÍA CINÉTICO MOLECULAR

1.2 INTRODUCCIÓN A LOS FENÓMENOS ELECTROMAGNÉTICOS UNIDADES ELÉCTRICAS DEL SISTEMA INTERNACIONAL LEY DE COULOMB CONCEPTO CUALITATIVO DE CAMPO ELÉCTRICO CONCEPTO DE ENERGÍA POTENCIAL ELÉCTRICA POTENCIAL Y DIFERENCIA DE POTENCIAL ELÉCTRICOS CAMPO MAGNÉTICO

1.3 EL DESCUBRIMIENTO DEL ELECTRÓN. LA DETERMINACIÓN DE LA RELACIÓN CARGA/MASA PARA LOS RAYOS

CATÓDICOS. EL EXPERIMENTO DE MILLIKAN Y LA DETERMINACIÓN DE LA CARGA DEL

ELECTRÓN. LOS TUBOS DE DESCARGA Y EL DESCUBRIMIENTO DE LA TELEVISIÓN.

1.4 NATURALEZA DE LA RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA. INTRODUCCIÓN AL MOVIMIENTO ONDULATORIO CONCEPTO DE LONGITUD DE ONDA VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN FRECUENCIA NÚMERO DE ONDA LA RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA COMO UN MOVIMIENTO

ONDULATORIO EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO PRIMERAS APLICACIONES DE LA RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA DE LAS RADIOTELECOMUNICACIONES AL HORNO DE MICROONDAS Y AL

LASER 1.5 EL DESCUBRIMIENTO DE LA CUANTIZACIÓN

LA TRANSFERENCIA DE ENERGÍA POR RADIACIÓN. CONCEPTO DE CUERPO NEGRO LAS PROPOSICIONES DE RAYLEIGH, WIEN Y JEANS SOBRE LA RADIACIÓN

DEL CUERPO NEGRO PLANCK Y LA CUANTIZACIÓN DE LA INTERACCIÓN RADIACIÓN-MATERIA.

1.6 LA CUANTIZACIÓN DE LA RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA EL EFECTO FOTOELÉCTRICO EL FOTÓN COMO CUANTO FUNDAMENTAL DE LA RADIACIÓN

ELECTROMAGNÉTICA (EINSTEIN) EL EFECTO COMPTON Y LA DEMOSTRACIÓN DE LA EXISTENCIA DEL

FOTÓN NATURALEZA DUAL DE LA LUZ CELDAS SOLARES Y SUS APLICACIONES

1.7 EL DESCUBRIMIENTO DEL NÚCLEO ATÓMICO RAYOS X Y RADIACTIVIDAD PARTÍCULAS ALFA, BETA Y GAMMA MODELO ATÓMICO DE KELVIN-THOMPSON EXPERIMENTOS DE GEIGER Y MARSDEN MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD Y SUS LIMITACIONES.

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1.8 QUÍMICA NUCLEAR PROTONES Y NEUTRONES SU DESCUBRIMIENTO ISÓTOPOS EL ESPECTRÓGRAFO DE MASAS EXPLICACIÓN DE LA RADIACTIVIDAD NATURAL SERIES RADIACTIVAS DEFECTO DE MASA Y ENERGÍA DE AMARRE FUSIÓN Y FISIÓN EL ORIGEN DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS EN EL UNIVERSO TRANSFORMACIONES NUCLEARES INDUCIDAS APLICACIONES ENERGÉTICAS Y NO ENERGÉTICAS DE LOS FENÓMENOS

NUCLEARES. UNIDAD II. EL MODELO ATÓMICO DE BOHR. 2.1 INTRODUCCIÓN AL ESPECTRO DE LOS ELEMENTOS. ESPECTROS DE EMISIÓN Y ABSORCIÓN USO DEL ESPECTROSCOPIO LA ECUACIÓN DE BALMER PARA EL HIDRÓGENO LA ECUACIÓN DE RYDBERG PARA TODAS LAS SERIES DEL HIDRÓGENO

2.2 EL MODELO ATÓMICO PLANETARIO ENERGÍAS CINÉTICA Y POTENCIAL DEL ELECTRÓN. EL MOVIMIENTO ORBITAL LA FRECUENCIA DE LA ÓRBITA DEL ELECTRÓN LA LIMITANTE DEL MODELO. CAÍDA DEL ELECTRÓN EN EL NÚCLEO

2.3 EL MODELO DE BOHR LA CUANTIZACIÓN DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO ANGULAR LAS ÓRBITAS Y ENERGÍA DISCRETAS INTERPRETACIÓN DEL ESPECTRO DE HIDRÓGENO LAS ÓRBITAS ELÍPTICAS DE SOMMERFIELD EL NÚMERO CUÁNTICO AZIMUTAL EL NÚMERO CUÁNTICO MAGNÉTICO

2.4 VERIFICACIÓN DEL MODELO DE BOHR EXCITACIÓN DE ÁTOMOS POR COLISIONES LA LEY DE MOSELEY Y LOS NÚMEROS ATÓMICOS.

UNIDAD III EL MODELO QUÍMICO DEL ÁTOMO. 3.1 LOS MODELOS QUÍMICOS GENERADOS EN LA SEGUNDA DÉCADA DEL SIGLO

XX LOS NÚMEROS ATÓMICOS DE LOS GASES NOBLES LOS NÚMEROS “MÁGICOS”: 2,8,18,32 . . . . LA TRANSFERENCIA DE ELECTRONES Y EL ENLACE IÓNICO LAS IDEAS DE KOSSEL EL ENLACE COVALENTE COMO CONSECUENCIA DE COMPARTIR

ELECTRONES ESTRUCTURA DE LEWIS EXTENSIÓN DE LANGMUIR

3.2 LA ESCALA DE ELECTRONEGATIVIDAD DE PAULING MOMENTO DIPOLAR Y CARÁCTER IÓNICO POLARIZABILIDAD CALORES DE DISOCIACIÓN Y ESCALA DE PAULING ENLACES IÓNICOS Y COVALENTES CASOS EXTREMOS DEL MISMO FENÓMENO ELECTRÓNICO.

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UNIDAD IV. EL ESPÍN ELECTRÓNICO Y EL PRINCIPIO DE CONSTRUCCIÓN. 4.1 EL ESPÍN ELECTRÓNICO

LA PRESENCIA DE MULTIPLETES EN ALGUNOS ESPECTROS ATÓMICOS EL EFECTO NORMAL Y ANORMAL DE ZEEMAN EXPERIMENTO DE STERN Y GERLACH POSTULACIÓN DEL ESPÍN ELECTRÓNICO Y SU CUANTIZACIÓN.

4.2 EL PRINCIPO DE EXCLUSIÓN ENUNCIADO LAS OCUPACIONES DE LAS SUBCAPAS ATÓMICAS EL PRINCIPIO DE CONSTRUCCIÓN DE BOHR

4.3 LA NATURALEZA DE LA TABLA PERIÓDICA CONSTRUCCIÓN DE CONFIGURACIONES ELECTRÓNICAS PROPIEADES MACROSCÓPICAS DEFINIDAS POR LAS

CONFIGURACIONES ELECTRÓNICAS DE LOS GRUPOSA DE LA TABLA LA SOLUCIÓN DEL ENIGMA DEL AGRUPAMIENTO DE MENDELEIEF

4.4 EL MODELO DE REPULSIÓN DE PARES DE ELECTRONES EN LA CAPA DE VALENCIA FUNDAMENTO CONSTRUCCIÓN DE GEOMETRÍA DE PARES ELECTRÓNICOS GEOMETRÍA MOLECULAR Y MOMENTO DIPOLAR MAGNITUD DE LAS INTERACCIONES MOLECULARES DE LAS FUERZAS RESIDUALES AL ENLACE DE HIDRÓGENO IMPLICACIONES MACROSCÓPICAS

UNIDAD V. LA TEORÍA CUÁNTICA MODERNA Y EL ÁTOMO DE HIDRÓGENO. 5.1 CONCEPCIÓN DUAL SOBRE LA NATURALEZA DE LA MATERIA

HIPÓTESIS DE DE-BROGLIE EXPERIMENTOS DE DIFRACCIÓN DE ELECTRONES

5.2 LA ECUACIÓN DE XHRÖEDINGER LA FUNCIÓN DE ONDA INTERPRETACIÓN PROBABILÍSTICA RELACIONES DE INCERTIDUMBRE SOLUCIÓN PARA UNA PARTÍCULA SIN INTERACCIONES

5.3 EL ÁTOMO DE HIDRÓGENO FUNCIONES RADIALES Y ANGULARES LA ENERGÍA TOTAL Y SU COINCIDENCIA CON LA DEL MODELO

ATÓMICO DE BOHR EL MOMENTUM ANGULAR DEL ELECTRÓN INTERPRETACIÓN DE LOS NÚMEROS CUÁNTICOS CONGRUENCIAS E INCONGRUENCIAS DE LOS RESULTADOS DE LA

TEORÍA CUÁNTICA VIEJA Y LA MODERNA, Y SU CONSTRATACIÓN CON LA REALIDAD.

6 6 6

UNIDAD VI. ÁTOMOS POLIELECTRÓNICOS Y PROPIEDADES PERIÓDICAS 6.1 EL ÁTOMO DE HELIO

EL PRINCIPIO DE EXCLUSIÓN LA APROXIMACIÓN DE ELECTRONES INDEPENDIENTES ORBITALES APANTALLAMIENTO Y CARGA NUCLEAR EFECTIVA ESPECTRO DE HELIO

6.2 ÁTOMOS CON MÁS DE DOS ELECTRONES. CARGA NUCLEAR EFECTINA DE SLATER TÉRMINOS ESPECTROSCÓPICOS CIOLACIONES AL PRINCIPIO DE CONSTRUCCIÓN LOS METALES DE TRANSICIÓN Y LAS TIERRAS RARAS.

6.3 PROPIEDADES PERIÓDICAS. PROPIEDADES ELECTRÓNICAS ENERGÍA DE IONIZACIÓN Y AFINIDAD ELECTRÓNICA EL TAMAÑO ATÓMICO RADIO IÓNICO, COVALENTE, METÁLICO Y DE VAN DER WAALS. REGLA

DE FAJANS PREDICCIÓN DE PROPIEDADES MACROSCÓPICAS (TEMPERATURA DE

FUSIÓN Y EBULLICIÓN, SOLUBILIDAD, ETC) ELECTRONEGATIVIDAD EXTENSIÓN AL TRABAJO DE PAULING VARIACIÓN PERIÓDICA DE OTRAS PROPIEDADES MACROSCÓPICAS

UNIDAD VII. MODELOS MODERNOS DE ESTRUCTURA MOLECULAR. 7.1 TEORÍA DE UNIÓN VALENCIA

POSTULADOS FUNDAMENTALES ORBITALES HÍBRIDOS Y SUS GEOMETRÍAS APLICACIONES EN QUÍMICA ORGÁNICA EJEMPLOS DE CADA TIPO DE HIBRIDACIÓN, INCLUYENDO METALES Y

QUÍMICA DE COORDINACIÓN 7.2 TEORÍA DE ORBITALES MOLECULARES.

ORBITALES SIGMA Y PI ORDEN DE ENLACE Y SU RELACIÓN CON ENERGÍA Y DISTANCIA DE

ENLACE TERMOQUÍMICA DE ENLACES

7.3 INTRODUCCIÓN A LOS MODELOS ELEMENTALES DE REACTIVIDAD. UNIDAD VIII. ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DE LA MATERIA CONDENSADA. 8.1 EL ESTADO CRISTALINO.

ARREGLOS MÁS COMUNES Y GRADO DE EMPAQUETAMIENTO DETERMINACIÓN DE LA ESTRUCTURA MEDIANTE RAYOS X PROPIEDADES TÉRMICAS DE LOS CRITALES

8.2 EL ESTADO LÍQUIDO ORDEN A CORTO ALCANCE POTENCIAL INTERMOLECULAR CRIATALES LÍQUIDOS Y SUS APLICACIONES.

8.3 EL ESTADO METÁLICO DENSIDAD DE ESTADOS ELECTRÓNICOS INTRODUCCIÓN A LA TEORÍA DE BANDAS DEFECTOS ESTRUCTURALES DIFRACCIÓN DE NEUTRONES Y ELECTRONES (LEED)

8.4 PROPIEDADE ELÉCTRICAS DE LOS SÓLIDOS 8.5 PROPIEDADES MAGNÉTICAS DE LOS MATERIALES

DIAMAGNETISMO, PARAMAGNETISMO, FERROMAGNETISMO Y ANTIFERROMAGNETISMO

APLICACIONES TECNOLÓGICAS.

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METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA:

EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN DE LOS TEMAS DEL CURSO. USO DE MATERIAL AUDIOVISUAL. RESOLUCIÓN DE CUESTIONARIOS PLANTEADOS EN LOS LIBROS DE

TEXTO.

EVALUACIÓN: SE RECOMIENDAN 3 EXÁMENES PARCIALES. 2 EXÁMENES FINALES. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: NINGUNO PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: FÍSICOS Y PROFESIONALES DE LA QUÍMICA.

BIBLIOGRAFÍA

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: CRUZ GARRITZ, DIANA; CHAMIZO, JOSÉ A. Y GARRITZ, ANDONI. ESTRUCTURA DE LA MATERIA. UN ENFOQUE QUÍMICO. FONDO EDUCATIVO INTERAMERICANO. MÉXICO, 1985. COTTON, F.A y WILKINSON. QUÍMICA INORGÁNICA AVANZADA. EDITORIAL LIMUSA. MÉXICO, 1986 GRAY, H.B. y HAIGHT, G. P. PRINCIPIOS BÁSICOS DE QUÍMICA. ED. REVERTÉ, BARCELONA, ESPAÑA, 1978 HUHEEY, JAMES E. QUÍMICA INORGÁNICA. PRINCIPIOS DE ESTRUCTURA Y REACTIVIDAD. SEGUNDA EDICIÓN. HARLA. MÉXICO, 1991 DOUGLAS, B; McDANIEL, D. H; ALEXANDER, J. PROBLEMAS DE QUÍMICA INORGÁNICA RESUELTOS. ED. PARANINFO. MADRID, ESPAÑA, 1991 FEYNMANN, RICHARD P.; LEIGHTON, ROBERT B. & MATH}THEW, SANDS. FÍSICA VOL.3. MECÁNICA CUÁNTICA. ADDISON WESLEY. MÉXICO, 1987 CHRISTY, R. W. ESTRUCTURA DE LA MATERIA. ED. REVERTÉ. BARCELONA, ESPAÑA, 1991. MASTERTON W. L.; SLOWINSKI, E.J. y STANISKI, C.L. QUÍMICA GENERAL SUPERIOR, 5a EDICIÓN. NUEVA EDITORIAL INTERAMERICANA. MÉXICO, 1986 WOOD, J.H.; KEENAN, Ch. W. Y BULL, W.E. QUÍMICA GENERAL. HARLA. MÉXICO, 1994. BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: SIABAUG, W.H. y PARSONS, T.D. QUÍMICA GENERAL. LIMUSA. MÉXICO, 1987. DILLARD, C.R. y GOLDBERG, D.E. QUÍMICA GENERAL. LIMUSA. MÉXICO, 1987 DOUGLAS, B.C. y McDANIEL D.H. CONCEPTS AND MODELS OF INORGANIC CHEMISTRY. BLAISDELL PUBLISHING CO. USA, 1965. SHERMAN, A; SHERMAN, S. J. y RUSSIKOFF, L. CONCEPTOS BÁSICOS DE QUÍMICA. CECSA. MÉXICO, 1999

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PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: TERMODINÁMICA BÁSICA , QUE CURSARÁN LOS ALUMNOS DE PRIMER SEMESTRE DE INGENIERÍA QUÍMICA , HORAS/SEMANA : 4 (4 TEÓRICAS) CRÉDITOS : 8 CLAVE: 1124 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE QU{IMICA. SECCIÓN DE FISICOQUÌMICA. CAMPO : BÁSICO. CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA. ASIGNATURA SUBSECUENTE: EQUILIBRIO QUÌMICO .

INTRODUCCIÓN.

LAS LEYES DE LA TERMODINÁMICA SON MUY IMPORTANTES EN LA FORMACIÓN PROFESIONAL DE LOS ESTUDIANTES DE CIENCIAS E INGENIERÍA. LA PRIMERA LEY PERMITE REALIZAR BALANCES DE ENERGÍA EN CUALQUIER SISTEMA, MIENTRAS QUE LA SEGUNDA IMPONE RESTRICCIONES RESPECTO A LA ESPONTANEIDAD, REVERSIBILIDAD Y DIRECCIONALIDAD DE LOS PROCESOS.

LA CONVERSIÓN DE CALOR EN TRABAJO APROVECHABLE PARA EL MOVIMIENTO DE MÁQUINAS, FUE UN PROBLEMA QUE EMPEZÓ A

LLAMAR LA ATENCIÓN DESDE LA ÉPOCA DE LOS GRIEGOS. PERO NO FUE SINO HASTA QUE EL INGENIERO FRANCÉS SADI CARNOT DESCRIBIÓ EL PROCESO TERMODINÁMICO QUE LLEVA SU NOMBRE, CUANDO SE EMPEZÓ A HACER REALIDAD EL CÁLCULO DE LA CANTIDAD DE CALOR NECESARIA EN UNA MÁQUINA TÉRMICA Y EL PORCENTAJE DE LA ENERGÍA TÉRMICA CONVERTIBLE EN TRABAJO MECÁNICO. DESDE ENTONCES HA SIDO POSIBLE OPTIMIZAR EL DISEÑO DEL FUNCIONAMIENTO DE MÁQUINAS TÉRMICAS Y SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN, DONDE SE PROMUEVE LA TRANSFERENCIA DE CALOR DESDE UNA FUENTE FRÍA MEDIANTE LA ADICIÓN DE TRABAJO MECÁNICO AL SISTEMA.

EL CURSO DE TERMODINÁMICA BÁSICA PRESENTA LOS CONCEPTOS Y CÁLCULOS FUNDAMENTALES DE ESTA ÁREA DE LA FÍSICA,

TOMANDO EN CUENTA EJEMPLOS QUE SEAN DE UTILIDAD PARA EL INGENIERO QUÍMICO, COMO SON LOS CÁLCULOS EN CICLOS DE POTENCIA (MÁQUINAS TÉRMICAS) Y DE REFRIGERACIÓN.

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OBJETIVO GENERAL DEL CURSO. AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: UTILIZAR MODELOS DE ESTADO Y LAS LEYES DE LA TERMODINÁMICA CLÁSICA PARA REALIZAR BALANCES DE ENERGÍA Y ENTROPÍA EN DIFERENTES SISTEMAS QUE SUFREN VARIACIONES ESPONTÁNEAS DE ESTADO SIGUIENDO DIFERENTES TRAYECTORIAS TERMODINÁMICAS, Y A PARTIR DE DICHOS BALANCES, EVALUAR LOS FLUJOS DE CALOR, LA PRODUCCIÓN DE TRABAJO Y LA ESPONTANEIDAD Y REVERSIBILIDAD DE LOS PROCESOS. CALCULANDO, ADEMÁS EN EL CASO PARTICULAR DE CICLOS DE POTENCIA Y REFRIGERACIÓN, LA EFICIENCIA TÉRMICA DEL PROCESO.

P R O G R A M A :

No. de sesión



1 UNIDAD I. INTRODUCCIÓN A LA TERMODINÁMICA CLÁSICA 1.1 PROPÓSITO DE LA TERMODINÁMICA 1.2 CLASIFICACIÓN DE LA TERMODINÁMICA

1.2.1 TERMODINÁMICA CLÁSICA 1.2.2 TERMODINÁMICA ESTADÍSTICA 1.2.3 TERMODINÁMICA DE PROCESOS IRREVERSIBLES. 1.2.4 TERMODINÁMICA EXTENDIDA

1.3 EL PROBLEMA FUNDAMENTAL DE LA TERMODINÁMICA CLÁSICA 1.4 EL LENGUAJE DE LA TERMODINÁMICA CLÁSICA.

1.4.1 DEFINICIONES PRELIMINARES: SISTEMAS, PAREDES, ESTADO, TRAYECTORIA, ETC.

EXPLICAR EL SIGNIFICADO ETIMOLÓGICO DEL TÉRMINO TERMODINÁMICA, ESPECIFICANDO SU CAMPO DE ESTUDIO, Y EL TIPO DE FENÓMENOS DE SU INTERÉS.

EXPLICAR LOS DIFERENTES PUNTOS DE VISTA DE LA TERMODINÁMICA, DESCRIBIENDO SOMERAMENTE EL ENFOQUE DE CADA RAMA DE LA TERMODINÁMICA Y UBICANDO A LA TERMODINÁMICA CLÁSICA DENTRO DEL CONTEXTO DE LAS CIENCIAS.

UTILIZAR LOS TÉRMINOS CORRECTOS PARA REFERIRSE A LOS ELEMENTOS Y PROPIEDADES FUNDAMENTALES DE UN SISTEMA TERMODINÁMICO, Y DE ESA MANERA ESTAR EN POSIBILIDAD DE INICIAR EL ESTUDIO DE LA TERMODINÁMICA CLÁSICA.

2 UNIDAD II. ESTADOS DE LA MATERIA Y MODELOS DE ESTADO. 2.1 VARIABLES QUE CARACTERIZAN EL ESTADO DE UN SISTEMA.

2.1.1 VARIABLES INTENSIVAS Y EXTENSIVAS. 2.1.2 VARIABLES PRIMITIVAS Y DERIVADAS.

2.2 LA LEY CERO DE LA TEMODINÁMICA

EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LAS DIFERENTES VARIABLES CON LAS QUE SE CARACTERIZA EL ESTADO TERMODINÁMICO DE UN SISTEMA, DIFERENCIANDO ENTRE VARIABLES EXTENSIVAS E INTENSIVAS.

ENUNCIAR LA LEY CERO DE LA TERMODINÁMICA Y UTILIZARLA PARA IDENTIFICAR LA DIRECCIONALIDAD DE LOS FLUJOS DE ENERGÍA TÉRMICA.

3 2.3 GASES PUROS. 2.3.1 RELACIONES ENTRE P, V y T 2.3.2 FUNCIONES DE RESPUESTA 2.3.3 ECUACIÓN DE ESTADO DE LOS GASES IDEALES 2.3.4 FACTOR DE COMPRESIBILIDAD

EJERCICIOS.

• ESCRIBIR LA ECUACIÓN DE ESTADO DE LOS GASES IDEALES, EXPLICANDO LAS DEPENDENCIAS ENTRE LA TEMPERATURA, PRESIÓN Y VOLUMEN, DESCRITAS EN FORMA PARTICULAR POR LAS ECUACIONES DE BOYLE, GAY-LUSSAC Y CHARLES.

• EXPLICAR LAS LIMITACIONES DEL MODELO DE GAS IDEAL • UTILIZAR LA ECUACIÓN DE ESTADO DEL GAS IDEAL PARA RESOLVER

PROBLEMAS RELACIONADOS CON EXPANSIÓN Y COMPRESIÓN DE GASES.

4 2.3.5 ECUACIONES DE ESTADO DE GASES REALES. 2.3.6 MODELO DE VAN DER WAALS Y ECUACIONES DE ESTADO VAN

DER WAALOIDES. 2.3.7 TEORÍA DE ESTADOS CORRESPONDIENTES.

EJERCICIOS.

• ESCRIBIR LA ECUACIÓN DE ESTADO DE VAN DER WAALS, EXPLICANDO EL SIGNIFICADO FÍSICO CADA TÉRMINO.

• DESCRIBIR LA FORMA EN QUE OPERA EL PRINCIPIO DE CONSTRUCCIÓN DE MAXWELL PARA OBTENER LA REGIÓN DE BIFÁSICA LÍQUIDO VAPOR, MEDIANTE LA ECUACIÓN DE VAN DER WAALS

• DESCRIBIR EL PRINCIPIO DE LAS ECUACIONES DE ESTADO VANDER WAALOIDES Y LA IMPORTANCIA DE LA TEORÍA DE ESTADOS CORRESPONDIENTES PARA LOGRAR UNIVERSALIDAD EN EL MODELO DE ESTADO.

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5 2.4 LÍQUIDOS PUROS. 2.4.1 RELACIONES ENTRE P, V y T. 2.4.2 FUNCIONES DE RESPUESTA 2.4.3 TENSIÓN SUPERFICIAL.

2.5 SÓLIDOS PUROS 2.5.1 RELACIONES ENTRE P, V y T. 2.5.2 FUNCIONES DE RESPUESTA 2.5.3 EL FENÓMENO DE ADSORCIÓN.

EJERCICIOS.

DESCRIBIR LOS MODELOS MATEMÁTICOS QUE SE HAN PROPUESTO EN LA COMUNIDAD CIENTÍFICA PARA CARACTERIZAR EL COMPORTAMIENTO DE LÍQUIDOS Y SÓLIDOS PUROS. IDENTIFICANDO LAS FUNCIONES DE RESPUESTA EN CADA UNO DE ELLOS.

EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE PROPIEDADES DE ESTADO TALES COMO LA TENSIÓN SUPERFICIAL Y UTILIZAR LOS MODELOS DE ESTADO PARA REALIZAR UNA EVALUACIÓN CUANTITATIVA DE DICHAS VARIABLES AL MODIFICAR LA TEMPERATURA Y/O PRESIÓN DEL SISTEMA.

6 2.6 TRANSICIONES DE FASE EN SISTEMAS P,V y T 2.6.1 TIPOS DE TRANSICIÓN DE FASE. 2.6.2 REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LAS TRANSICIONES DE FASE. 2.6.3 ANÁLISIS CUALITATIVO DE LOS DIAGRAMAS DE FASES DE

SUSTANCIAS PURAS.

• IDENTIFICAR CUALITATIVAMENTE LOS DIFERENTES TIPOS DE TRANSICIÓN DE FASE EN SISTEMAS P-V-T: CONGELACIÓN, FUSIÓN, EVAPORACIÓN, CONDENSACIÓN, SUBLIMACIÓN, ETC.

• EXPLICAR CUALITATIVAMENTE LOS FENÓMENOS TERMODINÁMICOS QUE CONDUCEN A UNA TRANSICIÓN DE FASE, UTILIZANDO PARA ELLO DIAGRAMAS EN FUNCIÓN DE DIFERENTES VARIABLES DE ESTADO.

7 UNIDAD III. PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA. 3.1 LA ENERGÍA. PROPIEDADES Y MANIFESTACIONES. 3.2 ENERGÍA INTERNA. 3.3 TRABAJO

3.3.1 TIPOS DE TRABAJO. 3.3.2 EL TRABAJO TERMODINÁMICO EN LOS PROCESOS REVERSIBLES E

IRREVERSIBLES. EJERCICIOS.

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE ENERGÍA DESDE EL PUNTO DE VISTA TERMODINÁMICO.

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE ENERGÍA INTERNA, IDENTIFICANDO LAS COMPONENTES ROTACIONAL, VIBRACIONAL, TRASLACIONAL Y DE ENTORNO QUÍMICO QUE LA CONSTITUYEN.

• EXPLICAR EL CONCEPTO TERMODINÁMICO DE TRABAJO Y RESOLVER PROBLEMAS RELACIONADOS CON PROCESOS TERMODINÁMICOS QUE PRODUZCAN TRABAJO DE MANERA REVERSIBLE O IRREVERSIBLE.

8 3.4 CALOR 3.4.1 CONCEPTOS DE CALOR Y TEMPERATURA. 3.4.2 CALOR EN LOS PROCESOS EN EQUILIBRIO.

3.5 FUNCIONES DE ESTADO Y DE TRAYECTORIA. 3.5.1 DEFINICIÓN. 3.5.2 PROPIEDADES MATEMÁTICAS

• EXPLICAR EL CONCEPTO TERMODINÁMICO DE CALOR Y RELACIONARLO CON LA ENERGÍA TÉRMICA EN UN SISTEMA.

• CALCULAR LA ENERGÍA TÉRMICA DISIPADA O REQUERIDA POR UN PROCESO TERMODINÁMICO EN EQUILIBRIO.

• IDENTIFICAR LAS FUNCIONES DE ESTADO Y TRAYECTORIA, DESCRIBIENDO SUS PROPIEDADES MATEMÁTICAS.

9 3.6 LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA PARA SISTEMAS CERRADOS . 3.6.1 BALANCE DE ENERGÍA. 3.6.2 APLICACIONES DE LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA AL

CÁLCULO DEL CAMBIO DE ENERGÍA INTERNA, CALOR Y TRABAJO EN SISTEMAS CERRADOS PARA PROCESOS: A) ISOTÉRMICOS B) ISOBÁRICOS C) ISOCÓRICOS D) ADIABÁTICOS

EJRCICIOS.

UTILIZAR LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA PARA REALIZAR BALANCES DE ENERGÍA EN DIFERENTES TIPOS DE PROCESOS TERMODINÁMICOS Y EVALUAR EL CALOR QUE FLUYE A TRAVÉS DE LAS FRONTERAS DEL SISTEMA ASÍ COMO EL TRABAJO QUE SE REALIZA SOBRE ÉL

10 3.6.3 EL CALOR EN LOS PROCESOS ISOCÓRICOS. DEFINICIÓN DE CV 3.6.4 EL CALOR EN LOS PROCESOS ISOBÁRICOS. DEFINICÓN DE CP 3.6.5 DEFINICIÓN DE ENTALPÍA.

EJERCICIOS.

DETERMINAR EL FLUJO DE CALOR ASOCIADO A PROCESOS ISOCÓRICOS E ISOBÁRICOS

DEFINIR LA ENTALPÍA COMO PROPIEDAD DE ESTADO, EXPLICANDO SU SIGNIFICADO FÍSICO Y PROPIEDADES TERMODINÁMICAS.

11 3.7 APLICACIONES DE LA PRIMERA LEY EN SISTEMAS ABIERTOS. 3.7.1 BALANCE DE MATERIA.

3.7.1.1 ENTRADAS, SALIDAS, ACUMULACIÓN, FLUJO MÁSICO, FLUJO VOLUMÉTRICO, ETC.

3.7.1.2 DIFERENCIAS ENTRE ESTADOS ESTACIONARIOS Y TRANSITORIOS

3.7.1.3 LA REGLA DE LA PALANCA. EJERCICIOS.

UTILIZAR LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA EN CONJUNCIÓN CON BALNCES DE MATERIA PARA DESCRIBIR LA EVOLUCIÓN DE PROCESOS TERMODINÁMICOS EN SISTEMAS ABIERTOS, CALCULANDO LOS FLUJOS DE CALOR, LA PRODUCCIÓN DE TRABAJO Y LOS ESTADOS TERMODINÁMICOS DEL SISTEMA.

RESOLVER PROBLEMAS RELACIONADOS CON BALANCES DE ENERGÍA EN SISTEMAS ABIERTOS.

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12 3.7.2 BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA COMBINADOS: 3.7.2.1 TURBINAS 3.7.2.2 COMPRESORES 3.7.2.3 CALDERAS E INTERCAMBIADORES DE CALOR. 3.7.2.4 TOBERAS Y DIFUSORES.

EJERCICIOS.

UTILIZAR BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA COMBINADOS PARA CARACTERIZAR EL FUNCIONAMIENTO DE COMPRESORES, TURBINAS, EVAPORADORES, EYECTORES, Y OTROS EQUIPOS, CONSIDERANDO FUNCIONAMIENTO REVERSIBLE ISOENTRÓPICO.

13 3.8 APLICACIONES DE LA PRIMERA LEY A SISTEMAS REACCIONANTES. 3.8.1 LEY DE HESS. ENTALPÍAS DE FORMACIÓN. OTRAS ENTALPÍAS DE

REACCIÓN. 3.8.2 EFECTO DE LA TEMPERATURA. ECUACIÓN DE KIRCHOFF 3.8.3 CALORIMETRÍA.

EJERCICIOS.

• APLICAR LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA A SISTEMAS REACCIONANTES PARA CALCULAR LA ENTALPÍA DE REACCIÓN Y LOS EFECTOS DE EXPANSIÓN-COMPRESIÓN EN SISTEMAS DE FLUIDOS COMPRESIBLES.

14,15 EJERCICIOS DE APLICACIÓN DE LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA. • RESOLVER CUALQUIER PROBLEMA RELACIONADO CON LA APLICACIÓN DE LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA.

16 UNIDAD IV. SEGUNDA Y TERCERA LEY DE LA TERMODINÁMICA.

4.1 LIMITACIONES DE LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA. 4.2 PROCESOS ESPONTÁNEOS Y NO ESPONTÁNEOS.

• EXPLICAR LAS LIMITACIONES DE LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA, INCLUYENDO EL CONCEPTO DE IRREVERSIBILIDAD Y ESPONTANEIDAD DE LOS PROCESOS TERMODINÁMICOS.

17 4.3 INTERPRETACIÓN MECÁNICA DE LA ENTROPÍA. 4.3.1 EL CICLO DE CARNOT. 4.3.2 DESIGUALDAD DE CLAUSIUS. DEFINICIÓN DE ENTROPÍA 4.3.3 ESCALA TERMODINÁMICA DE TEMPERATURA. TEMPERATURAS

ABSOLUTAS.

DESCRIBIR EL CONCEPTO DE ENTROPÍA DESDE EL PUNTO DE VISTA MECÁNICO.

DEFINIR MATEMÁTICAMENTE LA ENTROPÍA POR MEDIO DE LA DESIGUALDAD DE CLAUSIUS.

EXPLICAR LA FORMA EN QUE SE ESTABLECE EL CERO ABSOLUTO EN LA ESCALA TERMODINÁMICA DE TEMPERATURAS.

18 4.4 INTERPRETACIÓN ESTADÍSTICA DE LA ENTROPÍA 4.4.1 MICROESTADOS, PROBABILIDAD Y ENTROPÍA.

EXPLICAR EL CONCEPTO ESTADÍSTICO DE ENTROPÍA. EXPLICAR EL CONCEPTO DE MICROESTADO, PROBABILIDAD DE

EXISTENCIA DE LOS MICROESTADOS Y SU RELACIÓN CON LA ENTROPÍA DEL SISTEMA.

19 4.5 BALANCE DE ENTROPÍA. APLICACIONES

REALIZAR BALANCES DE ENTROPÍA EN DIFERENTES SISTEMAS TERMODINÁMICOS Y CONCLUIR ACERCA DE LA REVERSIBILIDAD Y ESPONTANEIDAD DE LOS PROCESOS QUE SE LLEVEN A CABO EN ÉL.

20 4.6 ENTROPÍA EN SISTEMAS CERRADOS. 4.6.1 CÁLCULO DEL CAMBIO DE ENTROPÍA EN PROCESOS ISOTÉRMICOS. 4.6.2 CÁLCULO DE CAMBIOS DE ENTROPÍA EN TRANSICIONES DE FASE.

• REALIZAR BALANCES DE ENTROPÍA EN SISTEMAS TERMODINÁMICOS CERRADOS Y CONCLUIR ACERCA DE LA REVERSIBILIDAD Y ESPONTANEIDAD DE PROCESOS ISOTÉRMICOS Y TRANSICIONES DE FASE QUE SE LLEVEN A CABO EN ELLOS.

21 4.6.3 CÁLCULO DEL CAMBIO DE ENTROPÍA EN REACCIONES QUÍMICAS.

• DETERMINAR LAS VARIACIONES DE ENTROPÍA INVOLUCRADOS EN REACCIONES QUÍMICAS, CONCLUYENDO ACERCA DE LA ESPONTANEIDAD Y REVERSIBILIDAD DE LA REACCIÓN.

22 4.6.4 LA TERCERA LEY DE LA TERMODINÁMICA. CÁLCULO DE ENTROPÍAS ABSOLUTAS.

• ENUNCIAR LA TERCERA LEY DE LA TERMODINÁMICA YREALIZAR EL CÁLCULO DE ENTROPÍAS ABSOLUTAS.

23 4.7 ENTROPÍA EN SISTEMAS ABIERTOS.

4.7.1 TURBINAS Y COMPRESORES. 4.7.2 CALDERAS E INTERCAMBIADORES DE CALOR 4.7.3 TOBERAS Y DIFUSORES

EJERCICIOS.

CALCULAR LAS VARIACIONES DE ENTROPÍA EN SISTEMAS ABIERTOS Y COMPLETAR LA APLICACIÓN DE LA PRIMERA LEY A LA DESCRIPCIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DE EQUIPOS TALES COMO COMPRESORES, TURBINAS, EYECTOREE, ETC.

24 UNIDAD V. CICLOS DE POTENCIA Y REFRIGERACIÓN. 5.1 CICLOS DE POTENCIA

5.5.1 EFICIENCIA TÉRMICA. 5.2 CICLO DE CARNOT.

5.2.1 REPRESENTACIÓN DEL CICLO DE CARNOT EN EL DIAGRAMA P-V y T-S

• DESCRIBIR LA TERMODINÁMICA DE LOS CICLOS DE POTENCIA • CALCULAR TRABAJO Y EFICIENCIA TÉRMICA DE CICLOS DE POTENCIA

25 5.2.2 CÁLCULO DE TRABAJO, CALOR Y EFICIENCIA TÉRMICA EN EL CICLO DE CARNOT.

RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE CICLOS DE CARNOT.

• DESCRIBIR LA TERMODINÁMICA DE LOS CICLOS CARNOT DE POTENCIA • CALCULAR TRABAJO Y EFICIENCIA TÉRMICA DE CICLOS CARNOT DE

POTENCIA

37

26 5.3 CICLO RANKINE Y SUS VARIANTES. 5.3.1 CÁLCULO DE TRABAJO, CALOR Y EFICIENCIA TÉRMICA EN EL

CICLO DE RANKINE. RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE CICLOS RANKINE.

• DESCRIBIR LA TERMODINÁMICA DE LOS CICLOS RANKINE DE POTENCIA

• CALCULAR TRABAJO Y EFICIENCIA TÉRMICA DE CICLOS RANKINE DE POTENCIA

27 5.4 OTROS CICLOS DE POTENCIA. 5.5 CICLOS DE COMBUSTIÓN INTERNA : OTTO Y DIESEL EJERCICIOS

• DESCRIBIR LA TERMODINÁMICA DE DIVERSOS CICLOS DE POTENCIA, CALCULANDO EL TRABAJO REALIZADO, LA ENERGÍA TÉRMICA REQUERIDA Y LA EFICIENCIA DEL CICLO.

28 5.6 CICLOS DE REFRIGERACIÓN. 5.6.1 COEFICIENTE DE RENDIMIENTO. 5.6.2 REFRIGERACIÓN POR COMPRESIÓN. 5.6.3 REPRESENTACIÓN DEL CICLO DE CARNOT INVERSO EN EL

DIAGRAMA P-V y T-S EJERCICIOS

• DESCRIBIR LA TERMODINÁMICA DE LOS CICLOS CARNOT DE REFRIGERACIÓN

• CALCULAR TRABAJO Y EFICIENCIA TÉRMICA DE CICLOS DE CARNOT DE REFRIGERACIÓN.

29 5.6.4 CICLO RANKINE DE REFRIGERACIÓN. REPRESENTACIÓN DEL CICLO RANKINE INVERSO EN EL DIAGRAMA P-H.

5.6.5 REFRIGERACIÓN POR ABSORCIÓN. EJERCICIOS.

• DESCRIBIR LA TERMODINÁMICA DE LOS CICLOS RANKINE DE REFRIGERACIÓN

• CALCULAR TRABAJO Y EFICIENCIA TÉRMICA DE CICLOS RANKINE DE REFRIGERACIÓN.

30-32 • METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA:

EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN DE LOS TEMAS DEL CURSO. EJERCICIOS ASESORADOS DURANTE LA CLASE. RESOLUCIÓN DE SERIES DE PROBLEMAS. EXPERIENCIAS DE CÁTEDRA. DEBIDO A QUE ESTE CURSO CARECE

DE LABORATORIO, SE RECOMIENDA REALIZAR EXPERIMENTOS DE CÁTEDRA QUE RESALTEN LA IMPORTANCIA DE ALGUNOS CONCEPTOS ESTUDIADOS EN FORMA TEÓRICA.

RESOLUCIÓN DE CUESTIONARIOS. EVALUACIÓN: SE RECOMIENDAN 3 EXÁMENES PARCIALES QUE SERÁN ELABORADOS BAJO EL SIGUIENTE CRITERIO:

UNA PARTE DE CONCEPTOS RELATIVOS A LOS TEMAS PREVIAMENTE VISTOS Y DISCUTIDOS CON EL ESTUDIANTE.

UNA PARTE DE PROBLEMAS QUE NO IMPLIQUE UN ANÁLISIS EXAGERADO Y PARA EL CUAL EN PROMEDIO LOS ESTUDIANTES NO HAYAN SIDO PREPARADOS EN LAS SESIONES DE RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS.

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: NINGUNO, PERO EL ALUMNO DEBE TENER CONOCIMIENTOS ELEMENTALES DE QUÍMICA, ÁLGEBRA Y EL CÁLCULO DE NIVEL BACHILLERATO. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: PROFESIONALES DEL ÁREA DE LA QUÍMICA.

BIBLIOGRAFÍA:

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: ATKINS, PETER, W. FISICOQUÍMICA. FONDO EDUCATIVO INTERAMERICANO. MÉXICO, 1998 BLACK, WILLIAM & HARTLEY, JAMES G. TERMODINÁMICA. CECSA. MÉXICO, 2000 CASTELLAN, W.G. FISICOQUÍMICA. ED. FONDO EDUCATIVO INTERAMERICANO. 2ª EDICIÓN. MÉXICO, 1998 HUANG, FRANCIS F. INGENIERÍA TERMODINÁMICA. FUNDAMENTOS Y APLICACIÓN. MÉXICO, 1998 JONES, J.B. & DUGAN, R.E. INGENIERÍA TERMODINÁMICA. PRENTICE HALL HISPANOAMERICANA. MÉXICO, 1997 LABOWITZ. L.C. PHYSICAL CHEMISTRY PROBLEMS AND SOLUTIONS. ACADEMIC PRESS. 2a EDICIÓN. NEW YORK, 1971 LAIDLER, KEITH. FISICOQUÍMICA. CECSA. MÉXICO, 1997 LEVENSPIEL, OCTAVE. FUNDAMENTOS DE TERMODINÁMICA. PRENTICE HALL HISPANOAMERICANA. MÉXICO, 1997 LEVINE, I. FISICOQUÍMICA. ED. McGRAW-HILL. MÉXICO, 1982 MARON, SAMUEL ALBERT. FISICOQUÍMICA FUNDAMENTAL. LIMUSA. MÉXICO, 1990 MOORE, W.J. FISICOQUÍMICA BÁSICA. PRENTICE HALL HISPANOAMERICANA. MÉXICO, 1981 RUSSELL, LYN D. & ADEBIYI, GEORGE A. TERMODINÁMICA CLÁSICA. ADDISON WESLEY IBEROAMERICANA. MÉXICO, 1997 SHERWIN, KEITH. INTRODUCCIÓN A LA TERMODINÁMICA. ADDISON WESLEY. MÉXICO, 1995 SHOEMAKER, DAVID P. EXPERIMENTS IN PHYSICAL CHEMISTRY. ED. Mc GRAW HILL. NEW YORK, USA. 1981 BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: ANDER P. y SONESSA. PRINCIPIOS DE FISICOQUÍMICA. LIMUSA. MÉXICO, 1983. ANNEQUIN, R & BOUTIGNY, J. EJERCICIOS DE TERMODINÁMICA. REVERTÉ. BARCELONA, ESPAÑA, 2001 BARROW, M.G. QUÍMICA FÍSICA. REVERTÉ. BARCELONA, ESPAÑA. 1980 LUMBROSO, H. TERMODINÁMICA. 100 EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS. REVERTÉ, BARCELONA, ESPAÑA, 1999 URETA BARRÓN, E. FISICOQUÍMICA. EL EQUILIBRIO QUÍMICO. LIMUSA WILEY . MÉXICO, 1975.

SEGUNDO SEMESTRE


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE LA MATERIA: CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL , QUE CURSARÁN LOS ALUMNOS DE SEGUNDO SEMESTRE. DE INGENIERÍA QUÍMICA , HORAS/SEMANA : 6 (4 TEÓRICAS Y 2 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 10 CLAVE: 1220 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICAS, SECCIÓN DE

SISTEMAS MATEMÁTICOS CONTINUOS. CAMPO: BÁSICO . CARÁCTER: OBLIGATORIO . MODALIDAD: CURSO . ASIGNATURA PRECEDENTE: ÁLGEBRA . ASIGNATURAS SUBSECUENTES: CÁLCULO VECTORIAL Y ECUACIONES DIFERENCIALES.

INTRODUCCIÓN.

DESDE 1667, AÑO EN QUE ISAAC NEWTON DESARROLLÓ LOS PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DEL CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL, LA CIENCIA Y LA TECNOLOGÍA EMPEZARON A AVANZAR A PASOS AGIGANTADOS. A PARTIR DE ESE AÑO SE HIZO POSIBLE LA DESCRIPCIÓN DE LOS FENÓMENOS QUE OCURREN EN LA NATURALEZA, PUNTO A PUNTO EN EL ESPACIO E INSTANTE A INSTANTE EN EL TIEMPO. LOS CONCEPTOS Y MÉTODOS DEL CÁLCULO INFINITESIMAL SON DE IMPORTANCIA FUNDAMENTAL EN LA FORMACIÓN PROFESIONAL DE CUALQUIER ESTUDIANTE DE CIENCIAS E INGENIERÍA; EN PARTICULAR, AL INGENIERO QUÍMICO LE SERVIRÁN PARA DESCRIBIR LA EVOLUCIÓN EN EL TIEMPO DE UNA REACCIÓN QUÍMICA , EL DISEÑO DE EQUIPOS DE PROCESO PARA OPERACIONES DE TRANSFERENCIA DE CALOR, MASA Y MOMENTUM, LA DESCRIPCIÓN DE LA DINÁMICA Y CONTROL DE DICHOS EQUIPOS, ETC. EL PRESENTE CURSO TEÓRICO-PRÁCTICO DE CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL CUBRE LA TAREA DE AFIANZAR EN EL ALUMNO LOS SIGNIFICADOS FÍSICOS Y GEOMÉTRICOS DE UNA DERIVADA Y UNA INTEGRAL, CAPACITAR AL ESTUDIANTE EN LA CORRECTA APLICACIÓN DE LOS MÉTODOS DE DERIVACIÓN E INTEGRACIÓN DE FUNCIONES UNIDEPENDIENTES DE VARIABLE REAL, Y DESARROLLAR EN EL ALUMNO LA CAPACIDAD DE ABSTRACCIÓN QUE LE PERMITA CONVERTIR UN PROBLEMA DE LA VIDA REAL EN UN MODELO MATEMÁTICO BASADO EN ECUACIONES DIFERENCIALES O INTEGRALES.


ANALIZAR LOS CONCEPTOS Y TEOREMAS FUNDAMENTALES DEL CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL DE FUNCIONES DE VARIABLE REAL Y APLICARLOS EN LA FORMULACIÓN Y RESOLUCIÓN DE MODELOS MATEMÁTICOS QUE CARACTERIZAN EL COMPORTAMIENTO DE FENÓMENOS FÍSICOS Y SISTEMAS GEOMÉTRICOS.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS: AL FINAL DEL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE:

• INTERPRETAR EL CONCEPTO DE FUNCIÓN CONTINUA DE VARIABLE REAL Y APLICARLO EN LA FORMULACIÓN DE MODELOS MATEMÁTICOS.

• UTILIZAR EL CONCEPTO DE LÍMITE PARA CALCULAR EL LÍMITE DE UNA FUNCIÓN Y ESTABLECER LOS CRITERIOS DE CONTINUIDAD.

• INTERPRETAR EL SIGNIFICADO FÍSICO Y GEOMÉTRICO DE LA DERIVADA Y RESOLVER PROBLEMAS EN LOS QUE SE UTILICEN DICHOS CONCEPTOS.

• INTERPRETAR EL SIGNIFICADO FÍSICO Y GEOMÉTRICO DE DERIVADAS DE ORDEN SUPERIOR Y RESOLVER PROBLEMAS EN LOS QUE SE APLIQUEN DICHOS CONCEPTOS.

• CALCULAR MÁXIMOS, MÍNIMOS Y PUNTOS DE INFLEXIÓN DE FUNCIONES CONTINUAS Y UTILIZAR EL SIGNIFICADO DE LA DERIVADA EN PROBLEMAS DE OPTIMIZACIÓN.

• UTILIZAR EL CONCEPTO DE ANTIDERIVADA PARA EVALUAR INTEGRALES INDEFINIDAS Y HACER USO DEL TEOREMA FUNDAMENTAL DEL CÁLCULO PARA EVALUAR INTEGRALES CON LÍMITES DEFINIDOS.

• EXPLICAR LAS PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE LAS FUNCIONES LOGARÍTMICAS Y EXPONENCIALES, GRAFICARLAS Y CALCULAR SUS DERIVADAS E INTEGRALES.

• CALCULAR INTEGRALES IMPROPIAS Y APLICAR EL TEOREMA DE L’HOPITAL PARA EL CÁLCULO DE LÍMITES DE FORMAS INDETERMINADAS.

• UTILIZAR ADECUADAMENTE LOS MÉTODOS DE INTEGRACIÓN POR PARTES, SUSTITUCIÓN TRIGONOMÉTRICA Y DESCOMPOSICIÓN EN FRACCIONES PARCIALES.

• APLICAR LA INTEGRAL DEFINIDA PARA LA EVALUACIÓN DEL VALOR PROMEDIO DE UNA FUNCIÓN. • APLICAR LA INTEGRAL DEFINIDA PARA CALCULAR CENTROIDES DE LÍNEA, ÁREA, VOLUMEN Y MASA DE DISTRIBUCIONES

CONTINUAS DE GEOMETRÍA REGULAR.

P R O G R A M A :

No. de sesión



1 I. FUNCIONES. 1.1. DEFINICIÓN DE FUNCIÓN REAL DE VARIABLE REAL Y SU

REPRESENTACIÓN GRÁFICA. • DEFINICIÓN DE DOMINIO, CODOMINIO Y RECORRIDO. • NOTACIÓN FUNCIONAL

1.2. CLASIFICACIÓN DE FUNCIONES DE ACUERDO A SU MAPEO. • FUNCIÓN INYECTIVA • FUNCIÓN SUPRAYECTIVA. • FUNCIÓN BIYECTIVA.

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO DEL CONCEPTO DE FUNCIÓN REAL DE VARIABLE REAL.

• RELACIONAR EL CONCEPTO DE FUNCIÓN CON EL DE MAPEO DESDE EL DOMINIO DE LA FUNCIÓN HASTA SU CODOMINIO Y DESCRIBIR EL CONCEPTO DE RECORRIDO.

• EXPLICAR COMO LAS DIFERENTES FORMAS DE RELACIONAR EL DOMINIO CON EL CODOMINIO DE UNA FUNCIÓN LLEVA A ESTABLECER UNA CLASIFICACIÓN DE LAS FUNCIONES Y EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS DE CADA TIPO DE MAPEO.

2 1.3. CLASIFICACIÓN DE FUNCIONES DE ACUERDO A SU EXPRESIÓN MATEMÁTICA

• FUNCIÓN IMPLÍCITA • FUNCIÓN EXPLÍCITA • FUNCIÓN PARAMÉTRICA.

1.4. EJEMPLOS DE ALGUNOS TIPOS DE FUNCIONES: • CONTINUA Y DISCONTINUA. • POLINOMIALES, ALGEBRAICAS Y TRASCENDENTES. • SIMÉTRICAS Y ANTISIMÉTRICAS. • FUNCIONES TRIGONOMÉTRICAS DIRECTAS E INVERSAS. • FUNCIÓN CONSTANTE, FUNCIÓN IDENTIDAD, FUNCIÓN VALOR

ABSOLUTO, FUNCIÓN ESCALONADA, FUNCIÓN PARTE ENTERA 1.5. OPERACIONES CON FUNCIONES

• COMPOSICIÓN • FUNCIÓN INVERSA.

• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS DE LAS DISTINTAS FORMAS DE EXPRESAR MATEMÁTICAMENTE UNA FUNCIÓN, YA SEA EN FORMA EXPLÍCITA, IMPLÍCITA O PARAMÉTRICA., DANDO ALGUNOS EJEMPLOS DE CADA UNA DE ELLAS.

• DESCRIBIR LAS DIFERENCIAS FUNDAMENTALES ENTRE FUNCIONES CONTINUAS Y DISCONTINUAS.

• IDENTIFICAR CUANDO UNA FUNCIÓN ES SIMÉTRICA O ANTISIMÉTRICA O NO PRESENTA PROPIEDADES DE SIMETRÍA.

• IDENTIFICAR LAS CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTALES DE FUNCIONES POLINOMIALES, TRIGONOMÉTRICAS, LOGARÍTMICAS Y EXPONENCIALES.

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE FUNCIÓN TRASCENDENTE Y DAR ALGUNOS EJEMPLOS.

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE FUNCIÓN DE FUNCIONES Y CALCULAR ALGUNAS FUNCIONES COMPUESTAS.

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE FUNCIÓN INVERSA, RELACIONÁNDOLA CON LA SIMETRÍA RESPECTO A LA FUNCIÓN IDENTIDAD.

3 • EJERCICIOS DE COMPOSICIÓN DE FUNCIONES. • EJERCICIOS DE DETERMINACIÓN DE LA INVERSA DE UNA FUNCIÓN. • GRAFICACIÓN DE FUNCIONES UNIDEPENDIENTES DE VARIABLE REAL • VISUALIZACIÓN GRÁFICA DE LAS CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE

FUNCIONES CONTINUAS Y DISCONTINUAS; SIMÉTRICAS Y ANTISIMÉTRICAS.

• VISUALIZACIÓN GRÁFICA DE UNA FUNCIÓN Y SU INVERSA.

• REALIZAR EL CÁLCULO DE COMPOSICIÓN DE FUNCIONES . • UTILIZAR ALGÚN PAQUETE DE CÓMPUTO PARA GRAFICAR FUNCIONES. • DETERMINAR LA INVERSA DE UNA FUNCIÓN, GRAFICARLA JUNTO A LA

FUNCIÓN ORIGINAL Y OBSERVAR SUS RELACIONES DE SIMETRÍA.

4 II. LÍMITES Y CONTINUIDAD. 2.1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES:

• ENTORNO • LÍMITE DE UNA FUNCIÓN EN UN PUNTO. • INTERPRETACIÓN GEOMÉTRICA DEL CONCEPTO DE LÍMITE.

2.2. TEOREMAS A CERCA DE LÍMITES DE UNA FUNCIÓN. • TEOREMA DE LA EXISTENCIA DEL LÍMITE DE UNA FUNCIÓN. • TEOREMAS DE LA EXISTENCIA DEL LÍMITE DE LAS FUNCIONES

CONSTANTE E IDENTIDAD, DEMOSTRACIÓN. • ENUNCIADO DE TEOREMAS SOBRE LÍMITES Y OPERACIONES CON

LÍMITES. • CÁLCULO DE LÍMITES

• ESCRIBIR LA EXPRESIÓN MATEMÁTICA DEL LÍMITE DE UNA FUNCIÓN EXPLICANDO SU SIGNIFICADO FÍSICO Y GEOMÉTRICO.

• ESCRIBIR EL TEOREMA DE EXISTENCIA DE UNA FUNCIÓN Y DEMOSTRAR LA EXISTENCIA DEL LÍMITE DE VARIAS FUNCIONES UNIDEPENDIENTES DE VARIABLE REAL.

• ESCRIBIR LOS PRINCIPALES TEOREMAS ACERCA DEL LÍMITE DE UNA FUNCIÓN Y APLICARLOS PARA EL CÁLCULO DE LA SUMA DE LÍMITES, LA MULTIPLICACIÓN DE UN ESCALAR, EL PRODUCTO Y DIVISIÓN DE LÍMITES, ETC.

• CALCULAR EL LÍMITE DE UNA FUNCIÓN CUANDO LA VARIABLE INDEPENDIENTE TIENDE A INFINITO.

• CALCULAR EL LÍMITE DE FUNCIONES CUANDO LA VARIABLE INDEPENDIENTE TIENDE A ALGÚN VALOR CRÍTICO DONDE LA FUNCIÓN SE INDETERMINA.

• CALCULAR EL LÍMITE DE FUNCIONES TRASCENDENTES, DONDE LA VARIABLE DEPENDIENTE NO PUEDE DESPEJARSE.

• CALCULAR EL LÍMITE DE FUNCIONES MULTIDEPENDIENTES DE VARIABLE REAL.

5 2.3. LÍMITE DE UNA FUNCIÓN CUANDO LA VARIABLE INDEPENDIENTE TIENDE A INFINITO.

• DEFINICIÓN DEL LÍMITE DE UNA FUNCIÓN CUANDO LA VARIABLE INDEPENDIENTE TIENDE A INFINITO.

• CÁLCULO DEL LÍMITE DE FUNCIONES RACIONALES CUANDO LA VARIABLE INDEPENDIENTE TIENDE A INFINITO.

2.4. LÍMITE DE FUNCIONES CUANDO LA VARIABLE INDEPENDIENTE TIENDE A ALGÚN VALOR CRÍTICO.

• OBTENCIÓN DEL LÍMITE DE FUNCIONES RACIONALES CUANDO LA VARIABLE INDEPENDIENTE TIENDE A ALGÚN VALOR CRÍTICO EN EL QUE LA FUNCIÓN SE INDETERMINA.

• OBTENCIÓN DE LÍMITE DE FUNCIONES SEN X, 1-COS X , LN X, 1-EXP X, DIVIDIDAS ENTRE X CUANDO X TIENDE A CERO.

• OBTENCIÓN DEL NÚMERO DE EULER. 2.5. CÁLCULO DEL LÍMITE DE FUNCIONES TRASCENDENTES. 2.6. CÁLCULO DEL LÍMITE DE FUNCIONES MULTIDEPENDIENTES

6 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE LÍMITE DE FUNCIONES • REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE FUNCIONES QUE TIENDEN A UN LÍMITE

DEFINIDO.

• RESOLVER CUALQUIER PROBLEMA QUE REQUIERA DEL CÁLCULO DEL LÍMITE DE FUNCIONES UNIDEPENDIENTES DE VARIABLE REAL.

• UTILIZAR ALGÚN PAQUETE DE CÓMPUTO PARA LLEVAR A CABO LA REPRESENTACIÓN GRÁFICA DEL LÍMITE DE UNA FUNCIÓN CUANDO LA VARIABLE INDEPENDIENTE TIENDE A INFINITO O A UN VALOR CRÍTICO.

7 2.6. CONTINUIDAD. • CONCEPTO DE CONTINUIDAD DE UNA FUNCIÓN. • DEFINICIÓN DE LÍMITES POR LA IZQUIERDA Y POR LA DERECHA. • LÍMITE DE UNA FUNCIÓN EN UN PUNTO Y EN UN INTERVALO.

DEFINICIÓN Y CÁLCULO. • TEOREMAS DE CONTINUIDAD DE UNA FUNCIÓN. • DETERMINACIÓN DE LA CONTINUIDAD DE UNA FUNCIÓN A PARTIR DE

LOS INCREMENTOS DE LAS VARIABLES DEPENDIENTE E INDEPENDIENTE

• ASÍNTOTAS VERTICALES Y HORIZONTALES.

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE CONTINUIDAD DE UNA FUNCIÓN EN BASE AL CÁLCULO DE LOS LÍMITES LATERALES Y ESPECIFICAR EL INTERVALO DE VALIDEZ.

• ESCRIBIR EL TEOREMA DE CONTINUIDAD DE UNA FUNCIÓN Y EXPLICAR SUS IMPLICACIONES GEOMÉTRICAS Y FÍSICAS.

• DETERMINAR SI UNA FUNCIÓN CUMPLE CON LOS REQUISITOS DE CONTINUIDAD MEDIANTE INCREMENTOS DE LAS VARIABLES DEPENDIENTE E INDEPENDIENTE.

• ESPECIFICAR SI ALGUNA FUNCIÓN TIENDE ASINTÓTICAMENTE A ALGÚN LÍMITE HORIZONTAL O VERTICAL.

8 III. LA DERIVADA. 3.1. DEFINICIÓN DE DERIVADA A PARTIR DEL TEOREMA DE L´HOPITAL • NOTACIÓN DE LA DERIVADA • CÁLCULO DE LA DERIVADA A PARTIR DEL LÍMITE DE UNA FUNCIÓN. • INTERPRETACIÓN FÍSICA Y GEOMÉTRICA DE LA DERIVADA. 3.2. DERIVACIÓN . • DERIVACIÓN DE LA SUMA DE LA SUMA DE FUNCIONES. PROPIEDADES

DE LINEALIDAD DEL OPERADOR DERIVADA. • DERIVACIÓN DEL PRODUCTO DE FUNCIONES. • DERIVACIÓN DEL COCIENTE DE FUNCIONES • DERIVACIÓN DE UNA FUNCIÓN ELEVADA A UN EXPONENTE

RACIONAL..

• ESCRIBIR EL TEOREMA DE L´HOPITAL DE LA DEFINICIÓN DE LA DERIVADA Y EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE DICHO TEOREMA.

• CALCULAR LA DERIVADA DE CUALQUIER FUNCIÓN ALGEBRAICA, POLINOMIAL, EPXONENCIAL, ETC. A PARTIR DE LOS CORRESPONDIENTES LÍMITES.

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO GEOMÉTRICO DE LA DERIVADA COMO LA PENDIENTE DE LA TANGENTE DE LA FUNCIÓN EN UN PUNTO.

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LA DERIVADA COMO LA VARIACIÓN DE LA FUNCIÓN ANTE CAMBIOS INFINITESIMALES DE LA VARIABLE INDEPENDIENTE.

• EXPLICAR LAS PROPIEDADES DE LINEALIDAD DEL OPERADOR DERIVADA

9 • EJERCICIOS DE CÁLCULODEL LÍMITE DE UNA FUNCIÓN. • EJERCICIOS DEL CÁLCULO DE LA DERIVADA DE UNA FUNCIÓN A

PARTIR DEL LÍMITE. • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE LA SUMA, EL PRODUCTO Y EL COCIENTE

DE FUNCIONES. • REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LA DERIVADA DE UNA FUNCIÓN.

• CALCULAR EL LÍMITE DE TODO TIPO DE FUNCIÓN Y ESTABLECER SI LA FUNCIÓN ES CONTÍNUA O DISCONTINUA EN UN INTERVALO.

• CALCULAR LA DERIVADA DE UNA FUNCIÓN A PARTIR DEL LÍMITE. • CALCULAR LA DERIVADA DE VARIAS FUNCIONES DE VARIABLE REAL

Y UTILIZARLA PARA CALCULAR PENDIENTES LOCALES. • UTILIZAR ALGÚN PAQUETE DE SOFTWARE PARA GRAFICAR LA

FUNCIÓN Y SU DERIVADA.

10 • DERIVACIÓN DE FUNCIÓN DE FUNCIONES. REGLA DE LA CADENA • DERIVACIÓN DE LA FUNCIÓN INVERSA. • DERIVACIÓN DE FUNCIONES TRIGONOMÉTRICAS DIRECTAS E

INVERSAS • DERIVACIÓN DE FUNCIONES EXPRESADAS EN FORMA IMPLÍCITA Y

PARAMÉTRICA. 3.3. DERIVABILIDAD Y CONTINUIDAD.

• DEFINICIÓN DE DERIVADAS LATERALES. • RELACIÓN ENTRE DERIVABILIDAD Y CONTINUIDAD.

3.4. DERIVADAS DE ORDEN SUPERIOR. • INTERPRETACIÓN FÍSICA Y GEOMÉTRICA DE LAS DERIVADAS DE

ORDEN SUPERIOR. • CÁLCULO DE DERIVADAS DE ORDEN SUPERIOR.

• APLICAR LA REGLA DE LA CADENA PARA CALCULAR LA DERIVADA DE FUNCIONES DE FUNCIONES.

• CALCULAR LA DERIVADA DE FUNCIONES EXPRESADAS EN FORMA IMPLÍCITA Y PARAMÉTRICA.

• CALCULAR LA DERIVADA DE FUNCIONES POLINOMIALES, ALGEBRAICAS, EXPONENCIALES, LOGARÍTMICAS, ETC.

• EXPLICAR LA RELACIÓN ENTRE CONTINUIDAD Y DERIVABILIDAD DE UNA FUNCIÓN.

• CALCULAR DERIVADAS DE ORDEN SUPERIOR E INTERPRETAR SU SIGNIFICADO FÍSICO Y GEOMÉTRICO.

11 3.5. APLICACIONES GEOMÉTRICAS Y FÍSICAS DE LA DERIVADA. • DIRECCIÓN DE UNA CURVA. • ECUACIONES DE LA TANGENTE Y LA NORMAL. CONDICIÓN DE

ORTOGONALIDAD ENTRE RECTAS. • ÁNGULO DE INTERSECCIÓN ENTRE CURVAS. • CURVATURA, CENTRO Y RADIO DE CURVATURA EN COORDENADAS

CARTESIANAS Y POLARES.

• DETERMINAR LA DIRECCIÓN LOCAL DE UNA CURVA MEDIANTE LA PENDIENTE DE SU TANGENTE.

• ESCRIBIR LAS ECUACIONES DE LAS RECTAS TANGENTE Y NORMAL A UN PUNTO DE UNA CURVA EVALUANDO SU PRIMERA DERIVADA Y UTILIZANDO LA CONDICIÓN DE ORTOGONALIDAD.

• DETERMINAR EL ÁNGULO DE INTERSECCIÓN ENTRE DOS CURVAS EN BASE A SUS PENDIENTES.

• DETERMINAR EL CENTRO Y RADIO DE CURVATURA DE UNA FUNCIÓN.

12 EJERCICIOS DE CÁLCULO DE LA DERIVADA DE : • FUNCIONES COMPUESTAS. • FUNCIONES IMPLÍCITAS. • DERIVADAS DE ORDEN SUPERIOR • EJERCICIOS DE APLICACIONES GEOMÉTRICAS DE LA DERIVADA.

• CALCULAR LA DERIVADA DE FUNCIONES COMPUESTAS E IMPLÍCITAS. • CALCULAR DERIVADAS DE ORDEN SUPERIOR. • UTILIZAR LA PRIMERA DERIVADA PARA RESOLVER PROBLEMAS DE

APLICACIONES GEOMÉTRICAS.

13 3.7. LA DIFERENCIAL. • CONCEPTO DE FUNCIÓN DIFERENCIABLE Y DIFERENCIABILIDAD. • INTERPRETACIÓN GEOMÉTRICA DE LA DIFERENCIAL DE UNA FUNCIÓN. • LA DERIVADA COMO COCIENTE DE DIFERENCIALES. • DIFERENCIALES DE ORDEN SUPERIOR. • DIFERENCIAL DE ARCO EN COORDENADAS CARTESIANAS Y POLARES. • DIFERENCIAL DE ÁREA. • CÁLCULO DE VALORES APROXIMADOS Y DESVIACIONES DE

FUNCIONES A TRAVÉS DE LA DIFERENCIAL.

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LA DIFERENCIAL DE UNA FUNCIÓN E INTERPRETAR A LA DERIVADA COMO UN COCIENTE DE DIFERENCIALES.

• CALCULAR DIFERENCIALES DE PRIMER ORDEN Y DE ORDEN SUPERIOR DE FUNCIONES CONTINUAS.

• CALCULAR DIFERENCIALES DE ARCO, DE ÁREA Y DE VOLUMEN EN COORDENADAS CARTESIANAS, CILÍNDRICAS Y ESFÉRICAS.

14 IV. VARIACIÓN DE FUNCIONES. 4.1. TEOREMAS FUNDAMENTALES.

• TEOREMAS DE WEIERSTRASS Y BOLZANO. ENUNCIADO E INTERPRETACIÓN GEOMÉTRICA.

• TEOREMA DE ROLE. ENUNCIADO E INTERPREATACIÓN GEOMÉTRICA • TEOREMA DEL VALOR MEDIO DEL CÁLCULO DIFERENCIAL.

ENUNCIADO, DEMOSTRACIÓN, INTERPRETACIÓN GEOMÉTRICA Y APLICACIONES.

• ENUNCIADO DEL TEOREMA DE CAUCHY. 4.2. ANÁLISIS DE FUNCIONES CRECIENTES Y DECRECIENTES Y SU RELACIÓN

CON EL SIGNO DE LA DERIVADA. 4.3. MÁXIMOS Y MÍNIMOS ABSOLUTOS Y RELATIVOS. CRITERIO DE LA

PRIMERA DERIVADA. 4.3. CONCAVIDAD Y PUNTOS DE INFLEXIÓN. CRITERIO DE LA SEGUNDA

DERIVADA. 4.4. PROBLEMAS DE APLICACIÓN EN LA DETERMINACIÓN DE LOS VALORES

EXTREMALES DE UNA FUNCIÓN Y PROBLEMAS DE OPTIMIZACIÓN.

• ESCRIBIR LOS TEOREMAS DE WEIERSTRASS Y BOLZANO EXPLICANDO SU SIGNIFICADO GEOMÉTRICO Y FÍSICO

• ENUNCIAR EL TEOREMA DE ROLE Y EXPLICAR SU INTERPRETACIÓN GEOMÉTRICA.

• ENUNCIAR EL TEOREMA DEL VALOR MEDIO DEL CÁLCULO DIFERENCIAL Y EXPLICAR SU SIGNIFICADO.

• DEFINIR SI UNA FUNCIÓN ES CRECIENTE O DECRECIENTE EN BASE AL SIGNO DE SU PRIMERA DERIVADA.

• EXPLICAR Y UTILIZAR EL CRITERIO DE LA PRIMERA DERIVADA IGUAL A CERO PARA CALCULAR LOS MÁXIMOS Y MÍNIMOS DE UNA FUNCIÓN.

• UTILIZAR EL CRITERIO DE LA SEGUNDA DERIVADA IGUAL A CERO PARA CALCULAR E IDENTIFICAR LA CONCAVIDAD DE UNA FUNCIÓN EN LOS PUNTOS CRÍTICOS EXTREMALES O LOS PUNTOS DE INFLEXIÓN.

• UTILIZAR LOS CRITERIOS DE PRIMERA Y SEGUNDA DERIVADA PARA RESOLVER PROBLEMAS DE OPTIMIZACIÓN.

15 • EJERCICIOS DE APLICACIONES FÍSICAS Y GEOMÉTRICAS DE LA DERIVADA.

• VISUALIZACIÓN GRÁFICA DE APLICACIONES FÍSICAS Y GEOMÉTRICAS DE LA DERIVADA.

• EJERCICIOS DE CÁLCULO DE LA DIFERENCIAL DE UNA FUNCIÓN. • VISUALIZACIÓN GRÁFICA DE LA DIFERENCIAL DE UNA FUNCIÓN EN

APLICACIONES GEOMÉTRICAS.

• CALCULAR MÁXIMOS, MÍNIMOS Y PUNTOS DE INFLEXIÓN DE FUNCIONES CONTINUAS Y PLANTEAR LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS GEOMÉTRICOS Y FÍSICOS EN BASE A ESTOS CONCEPTOS.

• UTILIZAR SOFTWARE COMPUTACIONAL PARA IDENTIFICAR LOS PUNTOS CRÍTICOS DE UNA FUNCIÓN CONTINUA Y RELACIONARLOS CON LA PRIMERA Y SEGUNDA DERIVADA.

• CALCULAR DIFERENCIALES DE DIVERSAS FUNCIONES

16 PRIMER EXAMEN PARCIAL • 17 V. LAS INTEGRALES INDEFINIDAS Y DEFINIDAS.

5.1. LA INTEGRAL DEFINIDA. • SUMAS DE RIEMANN. NOTACIÓN DE LA SUMA ABREVIADA Y

PROPIEDADES. • CONCEPTO DE INTEGRAL DEFINIDA. INTERPRETACIÓN GEOMÉTRICA Y

PROPIEDADES. • CONDICIÓN DE INTEGRABILIDAD DE UNA FUNCIÓN. EJEMPLOS DE

APLICACIÓN DEL SIGNIFICADO FÍSICO Y GEOMÉTRICO DE LA INTEGRAL DEFINIDA.

5.2. TEOREMA DEL VALOR MEDIO DEL CÁLCULO INTEGRAL. • ENUNCIADO. • INTERPRETACIÓN FÍSICA Y GEOMÉTRICA.

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE INTEGRAL COMO LA SUMA DE LAS VARIACIONES DE UNA FUNCIÓN DURANTE UN INTERVALO EN EL QUE VARÍA INFINITESIMALMENTE LA VARIABLE INDEPENDIENTE.

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO GEOMÉTRICO DE UNA INTEGRAL DEFINIDA COMO EL ÁREA BAJO LA CURVA EN EL INTERVALO ACOTADO.

• ENUNCIAR EL TEOREMA DEL VALOR MEDIO DEL CÁLCULO INTEGRAL Y EXPLICAR SU SIGNIFICADO FÍSICO Y GEOMÉTRICO ASÍ COMO SU IMPORTANCIA.

18 • VISUALIZACIÓN DE LA INTEGRAL COMO UNA SUMA INFINITESIMAL • VISUALIZACIÓN DE LA INTEGRAL COMO UN PROMEDIO. • VISUALIZACIÓN DE LA INTEGRAL COMO EL ÁREA BAJO LA CURVA

• UTILIZAR SOFTWARE PARA VISUALIZAR LOS SIGNIFICADOS FÍSICO Y GEOMÉTRICO DE LA INTEGRAL.

19 5.3. INTEGRAL INDEFINIDA. • INTEGRAL DEFINIDA CON LÍMITE SUPERIOR VARIABLE. • DEFINICIÓN DE LA INTEGRAL INDEFINIDA A PARTIR DE LA INTEGRAL

DEFINIDA CON EL LÍMITE SUPERIOR VARIABLE. 5.4. TEOREMA FUNDAMENTAL DEL CÁLCULO. • ENUNCIADO. • DEMOSTRACIÓN.

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE INTEGRAL INDEFINIDA Y CALCULARLA A PARTIR DE LA ANTIDERIVADA.

• EXPLICAR EL TEOREMA FUNDAMENTAL DEL CÁLCULO Y DEMOSTRARLO

20 VI. MÉTODOS DE INTEGRACIÓN. 6.1. FÓRMULAS BÁSICAS DE INTEGRACIÓN. • LA INTEGRAL COMO LA ANTIDERIVADA DE UNA FUNCIÓN. • INTEGRAL DE FUNCIONES POLINOMIALES. • INTEGRAL DE FUNCIONES TRIGONOMÉTRICAS DIRECTAS E INVERSAS • LA INTEGRAL DE FUNCIONES EXPONENCIALES Y LOGARÍTMICAS.

• UTILIZAR LAS FÓRMULAS BÁSICAS DE LAS ANTIDERIVADAS PARA OBTENER LA INTEGRAL DE UNA FUNCIÓN CONTINUA PARA LAS FUNCIONES MATEMÁTICAS MÁS COMUNES: POLINOMIALES, TRIGONOMÉTRICAS, EXPONENCIALES Y LOGARÍTMICAS.

21 • EJERCICIOS DE EVALUACIÓN DE INTEGRALES INDEFINIDAS • HALLAR LA INTEGRAL INDEFINIDA DE FUNCIONES CONTINUAS. 22 6.2. INTEGRACIÓN POR PARTES • UTILIZAR EL MÉTODO DE INTEGRACIÓN POR PARTES 23 6.3. INTEGRACIÓN POR SUSTITUCIÓN TRIGONOMÉTRICA. • UTILIZAR EL MÉTODO DE INTEGRACIÓN POR SUSTITUCIÓN

TRIGONOMÉTRICA

24 • EJERCICIOS DE INTEGRACIÓN Y APLICACIÓN A LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE LA FÍSICA.

• RESOLVER EJERCICIOS DE EVALUACIÓN DE INTEGRALES UTILIZANDO LOS MÉTODOS DE INTEGRACIÓN POR PARTES Y POR SUSTITUCIÓN TRIGONOMÉTRICA EN PROBLEMAS FÍSICOS Y GEOMÉTRICOS.

25 6.4. INTEGRACIÓN POR DESCOMPOSICIÓN EN FRACCIONES RACIONALES. • UTILIZAR EL MÉTODO DE INTEGRACIÓN POR FRACCIONES PARCIALES 26 6.5 INTEGRACIÓN POR SUSTITUCIONES DIVERSAS

6.6. UTILIZACIÓN DE TABLAS DE INTEGRACIÓN. • UTILIZAR MÉTODOS DE CAMBIO DE VARIABLE Y OTROS TIPOS DE

SUSTITUCIÓN ADECUADOS PARA INTEGRAR FUNCIONES.

27 • EJERCICOS DE INTEGRACIÓN Y APLICACIÓN A LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE LA FÍSICA.

• RESOLVER EJERCICIOS DE EVALUACIÓN DE INTEGRALES.

28 • SEGUNDO EXAMEN PARCIAL. • 29 VII. APLICACIONES DE LA INTEGRAL.

7.1. LA INTEGRAL COMO SUMA INFINITESIMAL. 7.2. CÁLCULO DEL VALOR MEDIO DE UNA FUNCIÓN, PROMEDIO ARITMÉTICO

Y PROMEDIO PONDERADO.

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LA INTEGRAL COMO UNA SUMA DE CONTRIBUCIONES INFINITESIMALES.

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE PROMEDIO DE UNA FUNCIÓN Y CALCULARLO UTILIZANDO EL CONCEPTO DE INTEGRAL.

• EJERCICIOS DE APLICACIONES DE LA INTEGRAL PARA CALCULAR PROMEDIOS PONDERADOS DE FUNCIONES Y SUMAS INFINITESIMALES

• CALCULAR EL PROMEDIO DE UNA FUNCIÓN Y PROMEDIOS PONDERADOS TALES COMO CENTROIDES, DENSIDADES, TEMPERATURAS O PRESIONES PROMEDIO EN DISTRIBUCIONES CONTINUAS NO HOMOGÉNEAS.

31 7.3. CÁLCULO DEL ÁREA BAJO LA CURVA Y EL ÁREA ENTRE DOS CURVAS. • UTILIZAR EL SIGNIFICADO GEOMÉTRICO DE LA INTEGRAL PARA EVALUAR EL ÁREA BAJO UNA CURVA O LA SUPERFICIE ENTRE DOS CURVAS.

32 7.4. CÁLCULO DE LA LONGITUD DE ARCO. • UTILIZAR LA INTEGRAL DE LÍNEA PARA CALCULAR LA LONGITUD DEL ARCO DE UNA CURVA.

33 • EJERCICIOS DE APLICACIONES DE LA INTEGRAL • RESOLVER PROBLEMAS DE LA FÍSICA O GEOMÉTRICOS UTILIZANDO EL SIGNIFICADO DE LA INTEGRAL Y LOS MÉTODOS DE INTEGRACIÓN ADECUADOS.

34 7.5. CÁLCULO DE LA SUPERFICIE GENERADA POR LA ROTACIÓN DE UN ARCO. • CALCULAR SUPERCICIES DE REVOLUCIÓN 35 7.6. CÁLCULO DE VOLÚMENES DE SÓLIDOS DE REVOLUCIÓN • CALCULAR EL VOLUMEN DE SÓLIDOS DE REVOLUCIÓN. 36 • EJERCICIOS DE APLICACIONES GEOMÉTRICAS Y FÍSICAS DE LA

INTEGRAL • CALCULAR SUPERFICIES DE REVOLUCIÓN Y LONGITUDES DE ARCO DE

FUNCIONES CONTINUAS.

37 • MÉTODO DE • CALCULAR EL VOLUMEN DE UN SÓLIDO DE REVOLUCIÓN POR EL MÉTODO DE

38 • MÉTODO DE • CALCULAR EL VOLUMEN DE UN SÓLIDO DE REVOLUCIÓN POR EL MÉTODO DE

39 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE VOLÚMENES DE REVOLUCIÓN. • RESOLVER PROBLEMAS DE CÁLCULO DEL VOLUMEN DE SÓLIDOS DE REVOLUCIÓN POR CUALQUIER MÉTODO Y ESTABLECIENDO LOS LÍMITES DE INTEGRACIÓN EN FORMA ADECUADA.

• UTILIZAR SOFTWARE PARA VISUALIZAR EL PROCESO DE INTEGRACIÓN PARA EL CÁLCULO DE VOLÚMENES DE REVOLUCIÓN.

40 7.7. APLICACIONES DE LA INTEGRAL INDEFINIDA EN LA SOLUCIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS DE VARIABLES SEPARABLES.

• RESOLVER ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS DE VARIABLES SEPARABLES, SEPARANDO VARIABLES E INTEGRANDO.

• RESOLVER PROBLEMAS DE LA FÍSICA COMO LA LEY DE NEWTON DEL ENFRIAMIENTO O REACCIONES QUÍMICAS DE CINÉTICA DE PRIMER ORDEN, CARACTERIZADOS POR ECUACIONES DIFERENCIALES DE VARIABLES SEPARABLES.

41 7.8. EJEMPLOS DE APLICACIÓN DE LA INTEGRAL EN LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS FÍSICOS

• UTILIZAR EL CONCEPTO DE INTEGRAL PARA FORMULAR LA SOLUCIÓN DE UN PROBLEMA FÍSICO Y LOS MÉTODOS DE INTEGRACIÓN PARA RESOLVERLOS.

42 • EJERCICIOS DE APLICACIÓN DE LA INTEGRAL • RESOLVER PROBLEMAS DE APLICACIÓN GEOMÉTRICA O FÍSICA DE LA INTEGRAL

43 VII. FUNCIONES LOGARITMO NATURAL Y EXPONENCIAL Y FUNCIONES HIPERBÓLICAS 8.1 FUNCIÓN LOGARITMO NATURAL. PROPIEDADES Y REPRESENTACIÓN

GRÁFICA. 8.2. FUNCIÓN EXPONENCIAL. PROPIEDADES Y REPRESENTACIÓN GRÁFICA.

• DESCRIBIR LAS CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTALES DE LAS FUNCIONES EXPONENCIALES Y LOGARÍTMICAS EN BASE e O CUALQUIER OTRA. BASE.

44 8.3 FUNCIONES HIPERBÓLICAS • DEFINICIÓN • DERIVACIÓN • INTEGRACIÓN.

• DEFINIR LAS FUNCIONES HIPERBÓLICAS EN BASE A LAS FUNCIONES EXPONENCIALES Y EXPLICAR SUS ANALOGÍAS CON LAS FUNCIONES TRIGONOMÉTRICAS.

• DERIVAR E INTEGRAR FUNCIONES HIPERBÓLICAS.

45 • EJERCICIOS DE DERIVACIÓN E INTEGRACIÓN DE FUNCIONES EXPONENCIALES, LOGARÍTMICAS E HIPERBÓLICAS

• VISUALIZACIÓN GRÁFICA DE FUNCIONES EXPONENCIALES, LOGARÍTMICAS E HIPERBÓLICAS ASÍ COMO SUS DERIVADAS E INTEGRALES EN APLICACIONES FÍSICAS Y GEOMÉTRICAS.

• RESOLVER PROBLEMAS FÍSICOS DONDE SE DERIVE O INTEGREN FUNCIONES HIPERBÓLICAS.

• UTILIZAR SOFTWARE PARA GRAFICAR FUNCIONES HIPERBÓLICAS ASÍ COMO SUS DERIVADAS E INTEGRALES.

46 • TERCER EXAMEN PARCIAL • 47 • • 48 •

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: 1. Zill, Denis. Cálculo con Geometría Analítica. Grupo Editorial Iberoamérica, México, 1987 2. Swokowski, Earl W. Cálculo con Geometría Analítica. Segunda Edición. Grupo Editorial Iberoamérica, 1992 3. Larson, Ronald E. y Hostetler, R Cálculo y Geometría Analítica Segunda Edición. Mc Graw Hill, México, 1989 4. Spivak, Michael. Calculus. 2ª Edición. Editorial Reverté, Barcelona, España, 1998. 5. Edwards, C.H. y Penney David, E. Cálculo Diferencial e Integral. 4ª Edición. Pearson Education, México, 1997. 6. Edwards, C.H. y Penney David, E. Cálculo con Geometría Analítica. 4ª Edición. Pearson Education. México, 1996. 7. Leithold, Louis. El Cálculo. Ed. Oxford University Press. México, 1998 8. Pita Ruiz, Claudio. Cálculo de una variable. Prentice Hall Hispanoamericana. México, 1998 9. Granero, F. Ejercicios y Problemas de Cálculo. Editoral Tebar Flores. Albacete, España, 1998 10. Tebar Flores E. Problemas de Cálculo Infinitesimal. Editorial Tebar Flores. Albacete, España, 1997 11. Purcell, Edwin J. & Varberg, Dale. Cálculo con Geometría Analítica. 6ª Edición. Pearson Education. México, 2000 12. Purcell, Edwin J. & Varberg, Dale. Cálculo Diferencial e Integral. 6ª Edición. Pearson Education. México, 2000. 13. Finney, Ross L.;Demana, Franklin D.; Waits, Bert K. & Kennedy, Daniel. Cálculo Diferencial e Integral. Pearson Education. México, 2000. 14. Warner, Stefan & Costenoble, Steven R. Cálculo Aplicado. Thomson. México, 2002. 15. Stewart, James. Cálculo Diferencial e Integral. Thomson. México, 1999

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: 1. Stroyan, K.D. Calculus using Mathematica. Academic Press. London, England, 1993 2. Rincón, Félix. García, Alfonso & Martínez, Ángeles. Cálculo Científico con Maple. Ra-ma. Madrid, 1995 3. Stewart, James. Cálculo, conceptos y contextos. Thomson. México, 1999 4. Stewart, James. Cálculo. Trascendentes tempranas. Thomson. México, 1999. 5. Aguilar Sánchez, Gerardo & Castro Pérez, Jaime. Problemario de cálculo integral. Thomson. México, 2001 6. Wisniewski, Piotr Marian; Gumeta Chávez, Humberto A. & López Saura, Irma. Problemario de Cálculo Diferencial de una variable. Thomson.

México, 2001.

TÉCNICA DE ENSEÑANZA: 1.- Desarrollo de Conceptos y Modelos Matemáticos en el Pizarrón. 2.- Taller de Resolución de Ejercicios y Manejo de Software 3.- Resolución de Series de Problemas y Cuestionarios. EVALUACIÓN:

1.- Series de Problemas y Cuestionarios 2.- Exámenes : 3 Exámenes Parciales.

Parte Conceptual Parte de Resolución de Problemas

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: Álgebra

PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: Ingenieros, Matemáticos, Físicos, Profesionales de la Química.

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO. FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN

PROGRAMA DE LA MATERIA: MECÁNICA II , QUE CURSARÁN LOS ALUMNOS DE SEGUNDO SEMESTRE DE INGENIERÍA QUÍMICA , HORAS/SEMANA : 3 (3 TEÓRICAS) CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1223 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE FÍSICA, SECCIÓN MECÁNICA CAMPO: BÁSICO . CARÁCTER: OBLIGATORIO . MODALIDAD: CURSO . ASIGNATURA PRECEDENTE: MECÁNICA I ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA.

INTRODUCCIÓN. UNA GRAN CANTIDAD DE FENÓMENOS QUE OCURREN EN LA NATURALEZA, TALES COMO EL EFECTO CORIOLIS Y LAS COLISIONES ENTRE DOS CUERPOS, TIENEN QUE VER CON EL MOVIMIENTO DE SISTEMAS DE PARTÍCULAS Y DE CUERPOS RÍGIDOS. LA DESCRIPCIÓN DINÁMICA DE DICHOS MOVIMIENTOS CORRESPONDE A UNA EXTENSIÓN DE LOS CONCEPTOS DE LA MECÁNICA DE UNA PARTÍCULA PARA TOMAR EN CUENTA LA APLICACIÓN DE LOS PRINCIPIOS DE CONSERVACIÓN DE ENERGÍA, MASA Y MOMENTUM, ASÍ COMO LAS LEYES DE NEWTON EN SUS FORMULACIONES TRASLACIONAL Y ROTACIONAL. EN APLICACIONES PRÁCTICAS DE LA INGENIERÍA QUÍMICA, SE REQUIERE DEL DISEÑO DE UNA GRAN CANTIDAD DE EQUIPOS ROTATORIOS. POR OTRA PARTE LA TEORÍA CINÉTICO MOLECULAR BASA SUS POSTULADOS EN EL CONCEPTO DE COLISIONES ENTRE PARTÍCULAS, Y DE AHÍ SE PARTE PARA CALCULAR LA TEMPERATURA Y PRESIÓN DE UN GAS, O PROPIEDADES DE TRANSPORTE, O CONSTRUIR MODELOS TEÓRICOS PARA ESTIMAR LA INFLUENCIA DE PRESIÓN Y TEMPERATURA SOBRE LA VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN QUÍMICA.

PARTIENDO DE LOS CONOCIMIENTOS ADQUIRIDOS EN EL CURSO DE MECÁNICA I RESPECTO A LA DINÁMICA DE UNA PARTÍCULA, SE EMPRENDE EN ESTE CURSO, EL ESTUDIO DE LA MECÁNICA VECTORIAL APLICADA AL ANÁLISIS DE LA DINÁMICA DE SISTEMAS DE PARTÍCULAS Y DE CUERPOS RÌGIDOS.

ADEMÁS, COMO EN SU EJERCICIO PROFESIONAL, EL INGENIERO QUÍMICO SUELE TRABAJAR CON UNA GRAN VARIEDAD DE

MATERIALES EN FASE FLUIDA, SE CONSIDERÓ CONVENIENTE INTRODUCIR ALGUNOS TÓPICOS DE MECÁNICA DE FLUIDOS, CONCRETAMENTE LA HIDROSTÁTICA Y LOS MÉTODOS DE ENERGÍA RESUMIDOS EN LA ECUACIÓN DE BERNOULLI PARA FLUIDOS IDEALES, SIN FRICCIÓN. FINALMENTE, TAMBIÉN SE DA UNA BREVE INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA CINEMÁTICA (LEYES DE KEPLER) Y LA DINÁMICA PLANETARIA DEL SISTEMA SOLAR.


APLICAR LAS LEYES DE NEWTON DE LA MECÁNICA CLÁSICA, ASÍ COMO LOS PRINCIPIOS DE CONSERVACIÓN DE ENERGÍA, MOMENTUM LINEAL Y MOMENTUM ANGULAR, PARA FORMULAR MODELOS MATEMÁTICOS QUE DESCRIBAN LOS EFECTOS SOBRE EL MOVIMIENTO DE PARTÍCULAS, SISTEMAS DE PARTÍCULAS Y CUERPOS RÍGIDOS, SUJETOS A LA APLICACIÓN DE FUERZAS EXTERNAS . ADEMÁS DE UTILIZAR MÉTODOS DE ENERGÍA PARA LA DESCRIPCIÓN DEL MOVIMIENTO DE FLUIDOS IDEALES (SIN FRICCIÓN).


• DESCRIBIR MATEMÁTICAMENTE LA DINÁMICA DEL MOVIMIENTO DE UN SISTEMA DE PARTÍCULAS UTILIZANDO LAS LEYES DE NEWTON DE LA MECÁNICA CLÁSICA Y LOS PRINCIPIOS DE CONSERVACIÓN DE MASA, MOMENTUM LINEAL Y ENERGÍA.

• DESCRIBIR MATEMÁTICAMENTE LA CINEMÁTICA Y DINÁMICA DE UN CUERPO RÍGIDO UTILIZANDO LAS LEYES DE NEWTON PARA LA DINÁMICA ROTACIONAL Y LOS CONCEPTOS DE TORQUE, MOMENTUM ANGULAR Y MOMENTUM DE INERCIA.

• EXPLICAR CON PRECISIÓN LAS ANALOGÍAS ENTRE LAS ECUACIONES DE LA DINÁMICA TRASLACIONAL Y ROTACIONAL. UTILIZANDO DICHOS CONCEPTOS EN LA RESOLUCIÓN COMPARATIVA DE PROBLEMAS ANÁLOGOS, YA SEA POR MÉTODOS DE ENERGÍA O VECTORIALES.

• EXPLICAR LAS CONDICIONES DE EQUILIBRIO MECÁNICO TANTO DESDE EL PUNTO DE VISTA DE LA SUMA VECTORIAL DE FUERZAS Y TORQUES (PARA TRASLACIÓN Y ROTACIÓN, RESPECTIVAMENTE) COMO DESDE EL ENFOQUE DE LA DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA POTENCIAL. TAMBIÉN DEBERÁ DE SER CAPAZ DE INDICAR, MEDIANTE CÁLCULOS DE LA SEGUNDA DERIVADA DE LA ENERGÍA POTENCIAL SI EL EQUILIBRIO ES ESTABLE, INESTABLE O INDIFERENTE, Y DEBERÁ PODER RELACIONAR ESTOS CONCEPTOS Y APLICARLOS A LA EXPLICACIÓN DEL EQUILIBRIO QUÍMICO DE UNA REACCIÓN, MEDIANTE LAS VARIABLES TERMODINÁMICAS ASOCIADAS A LA ENERGÍA POTENCIAL DEL SISTEMA.

• APLICAR LAS LEYES DE NEWTON Y EL PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE ENERGÍA PARA DESARROLLAR LAS ECUACIONES QUE DESCRIBEN EL BALANCE DE ENERGÍA MECÁNICA EN EL MOVIMIENTO DE UN FLUIDO, UTILIZÁNDOLAS POSTERIORMENTE EN LA DETERMINACIÓN DE LA PRESIÓN EN LA ESTÁTICA DE UN FLUIDO Y EN LOS CÁLCULOS DE CAMBIOS DE ENERGÍA MECÁNICA DURANTE EL MOVIMIENTO DE FLUIDOS IDEALES (SIN FRICCIÓN).

• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTALES DE LA INTERACCIÓN GRAVITACIONAL Y EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LOS MODELOS MATEMÁTICOS QUE SE UTILIZAN PARA SU DESCRIPCIÓN, ADEMÁS DE RESOLVER PROBLEMAS RELACIONADOS CON LA APLICACIÓN DE LA LEY DE NEWTON DE LA GRAVITACIÓN UNIVERSAL Y LAS EXPRESIONES CINEMÁTICAS DEL MOVIMIENTO DE LOS PLANETAS DEL SISTEMA SOLAR RESUMIDAS EN LAS LEYES DE KEPLER.


T E M A : O B J E T I V O S AL FINALIZAR LA CLASE, EL ALUMNO SERÁ CAPAZ DE:


1 O. INTRODUCCIÓN A. ESPECIFICACIÓN DE LA FORMA DE TRABAJO Y EVALUACIÓN.

PROGRAMA Y CRONOGRAMA FORMA DE EVALUACIÓN.

B. ASPECTOS CONCEPTUALES BÁSICOS DE LAS DIFERENTES FORMAS DE DESCRIBIR LA DINÁMICA DE UN CUERPO: 1. FORMULACIÓN NEWTONIANA (VECTORIAL). GENERALIDADES 2. DINÁMICA DE LAGRANGE. GENERALIDADES. 3. DINÁMICA DE HAMILTON. GENERALIDADES.

A. CONOCER EL PROGRAMA Y CRONOGRAMA DE LA ASIGNATURA, ASÍ COMO LA FORMA DE EVALUACIÓN DEL CURSO.

B. IDENTIFICAR LAS BASES CONCEPTUALES DE LA MECÁNICA CLÁSICA VECTORIAL Y EXPLICAR LAS DIFERENCIAS EN SU FORMULACIÓN Y APLICACIONES CON RESPECTO A LA DINÁMICA DE HAMILTON Y LAGRANGE.

2 1. DINÁMICA DE UNA PARTÍCULA. (REPASO) 1.1 FUNDAMENTOS DE LA MECÁNICA CLÁSICA.

• PRIMERA LEY. DEFINICIÓN DE SISTEMA DE REFERENCIA INERCIAL. • SEGUNDA LEY DEFINICIÓN DE FUERZA Y MOMENTUM. • TERCERA LEY. EFECTOS DE ACCIÓN–REACCIÓN.

1.2 DETERMINACIÓN DE LAS ECUACIONES VECTORIALES Y ESCALARES CARTESIANAS PARA EL MOVIMIENTO DE UNA PARTÍCULA EN EL ESPACIO TRIDIMENSIONAL

• CASOS DIVERSOS Y EMPLEO DE LAS ECUACIONES CORRESPONDIENTES.

• CRITERIOS PARA SU SOLUCIÓN.

• DESCRIBIR MATEMÁTICAMENTE Y EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LAS LEYES DE NEWTON DE LA MECÁNICA CLÁSICA.

• ESCRIBIR CORRECTAMENTE LAS ECUACIONES DE MOVIMIENTO DE UNA PARTÍCULA EN SISTEMAS DE COORDENADAS CARTESIANAS, PARA MOVIMIENTO 3D.

• UTILIZAR LA FORMA INTEGRADA DE LAS ECUACIONES DIFERENCIALES DEL MOVIMIENTO DE UNA PARTÍCULA PARA CALCULAR LAS COORDENADAS DE POSICIÓN Y VELOCIDADES EN DIFERENTES TIEMPOS, DE PARTÍCULAS QUE SE MUEVEN BAJO LA ACCIÓN DE UNA FUERZA EXTERNA

3 2. DINÁMICA DE UN SISTEMA DE PARTÍCULAS. 2.1 ESTABLECIMIENTO Y APLICACIÓN DE LAS ECUACIONES DE

MOVIMIENTO PARA UN SISTEMA DE PARTÍCULAS Y PARA EL CENTROIDE DE MASA DE DICHO SISTEMA.

• ESPECIFICAR LAS ECUACIONES DE MOVIMIENTO PARA UN SISTEMA DE PARTÍCULAS Y RESOLVERLAS DE MANERA SIMULTÁNEA PARA DETERMINAR LAS VARIABLES DINÁMICAS DE CADA ELEMENTO.

4 2.2 DEFINICIÓN DEL TRABAJO REALIZADO POR LAS FUERZAS QUE ACTÚAN SOBRE LAS PARTÍCULAS DE UN SISTEMA

• CALCULAR EL TRABAJO MECÁNICO REALIZADO POR LAS FUERZAS EXTERNAS E INTERNAS QUE PRODUCEN EL MOVIMIENTO SIMULTÁNEO DE UN SISTEMA DE PARTÍCULAS.

5 2.3 DEFINICIÓN Y CÁLCULO DE LA ENERGÍA CINÉTICA TOTAL DE UN SISTEMA DE PARTÍCULAS.

• EN BASE AL PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE ENERGÍA Y LAS LEYES DE LA DINÁMICA DE NEWTON, CALCULAR LA ENERGÍA CINÉTICA Y POTENCIAL DE UN SISTEMA DE PARTÍCULAS, LO CUAL LE PERMITIRÁ OBTENER COORDENADAS DE POSICIÓN Y VELOCIDADES DE CADA UNA DE LAS PARTÍCULAS.

6 2.4 PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE MOMENTUM LINEAL DE UN SISTEMA DE PARTÍCULAS.

• APLICAR EL PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE MOMENTUM LINEAL AL ANÁLISIS MATEMÁTICO DE UN SISTEMA DE PARTÍCULAS INTERRELACIONADAS.

7 2.5 COLISIONES ENTRE PARTÍCULAS • APLICAR EL PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE MOMENTUM LINEAL Y EL DE CONSERVACIÓN DE ENERGÍA AL ANÁLISIS MATEMÁTICO DE COLISIONES ELÁSTICAS E INELÁSTICAS ENTRE PARTÍCULAS.

8 2.6 EJERCICIOS DE DINÁMICA DE SISTEMAS DE PARTÍCULAS. 9 2.6 EJERCICIOS DE DINÁMICA DE SISTEMAS DE PARTÍCULAS

• REALIZAR CÁLCULOS DE LAS PROPIEDADES DINÁMICAS (VELOCIDADES, ACELERACIONES, POSICIONES, ENERGÍA POTENCIAL, ENERGÍA CINÉTICA) DE UN SISTEMA DE PARTÍCULAS SUJETAS A DIFERENTES TIPOS DE FUERZAS.

10 EXAMEN • DEMOSTRAR LOS CONOCIMIENTOS QUE HAYA ADQUIRIDO

11 3- DINÁMICA ROTACIONAL 3.1 PANORAMA GENERAL 3.2 MOMENTUM DE INERCIA . CÁLCULO PARA DISTRIBUCIONES

CONTINUAS DE MASA. 3.3 CÁLCULO DE MOMENTUM DE INERCIA PARA DISTRIBUCIONES

DISCRETAS DE MASA. 3.4 CÁLCULOS DE MOMENTA DE INERCIA Y EJERCICIOS. 3.5 SEGUNDA LEY DE NEWTON ROTACIONAL.

• CALCULAR LOS MOMENTA DE INERCIA ALREDEDOR DE DIFERENTES EJES DE ROTACIÓN PARA DISTRIBUCIONES DISCRETAS DE MASA.

• UTILIZAR EL CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL PARA OBTENER EL MOMENTUM DE INERCIA DE DISTRIBUCIONES CONTINUAS DE MASA.

• ESCRIBIR Y EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LA SEGUNDA LEY DE NEWTON ROTACIONAL, RELACIONANDO AL TORQUE COMO LA CAUSA DEL MOVIMIENTO DE ROTACIÓN Y A LA ACELERACIÓN ANGULAR COMO EL EFECTO, Y EXPLICANDO LA RESISTENCIA A CAMBIAR EL ESTADO DE ROTACIÓN MEDIANTE EL CONCEPTO Y CÁLCULO DEL MOMENTUM DE INERCIA.

12 3.6 RODAMIENTO COMO MOVIMIENTOS DE ROTACIÓN Y TRASLACIÓN COMBINADOS (TEOREMA DE VARIGNON).

3.7 ENERGÍA CINÉTICA DEL RODAMIENTO. 3.8 FUERZAS DE FRICCIÓN DURANTE EL RODAMIENTO.

• DETERMINAR LAS PROPIEDADES DE LA DINÁMICA ROTACIONAL Y TRASLACIONAL SIMULTÁNEAS DE UN CUERPO RÍGIDO CON MOVIMIENTO EN UN PLANO, MEDIANTE EL TEOREMA DE VARIGNON.

• CALCULAR LA ENERGÍA CINÉTICA ROTACIONAL DE UN CUERPO QUE RUEDA SOBRE UNA SUPERFICIE Y ESTABLECER UNA ANALOGÍA CON LA ENERGÍA CINÉTICA TRASLACIONAL.

• CALCULAR LAS FUERZAS DE FRICCIÓN QUE ACTÚAN SOBRE UN CUERPO QUE RUEDA SOBRE UN PLANO INCLINADO

13 3.9 EJERCICIOS.

14 3.9 EJERCICIOS.

• RESOLVER PROBLEMAS DE CINEMÁTICA Y DINÁMICA ROTACIONAL UTILIZANDO LA SEGUNDA LEY DE NEWTON ROTACIONAL, LAS ECUACIONES DE MOVIMIENTO DE LA CINEMÁTICA ROTACIONAL Y LOS CONCEPTOS DE FRICCIÓN CONTRA EL MOVIMIENTO DE RODAMIENTO.

15 4. PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DEL MOMENTUM ANGULAR 4.1 MOMEMTUM ANGULAR DE UN SISTEMA DE PARTÍCULAS Y DE UN

CUERPO QUE GIRAN ALREDEDOR DE UN EJE FIJO. 4.2 SUMA DE TORQUE S Y VARIACIÓN CON RESPECTO AL TIEMPO DEL

MOMENTUM ANGULAR. 4.3 OBTENCIÓN DEL PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DEL MOMENTUM

ANGULAR A PARTIR DE LA SEGUNDA LEY DE NEWTON ROTACIONAL

• CALCULAR EL MOMENTUM ANGULAR DE UN SISTEMA DE PARTÍCULAS Y EL DE UN CUERPO RÍGIDO QUE GIRAN ALREDEDOR DE UN EJE.

• OBTENER EL PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE MOMENTUM ANGULAR APLICANDO LA SEGUNDA LEY DE NEWTON AL MOVIMIENTO DE ROTACIÓN DE UN CUERPO Y SIMPLIFICANDO PARA EL CASO EN QUE LA SUMA DE TORQUES SEA IGUAL A CERO.

• RESOLVER PROBLEMAS DE ROTACIÓN DE CUERPOS APLICANDO EL PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE MOMENTUM ANGULAR.

16 4.4 COLISIONES ENTRE CUERPOS QUE SE TRASLADAN Y ROTAN 4.5 EJEMPLOS DE COLISIONES CON ROTACIÓN Y TRASLACIÓN 4.6 MOVIMIENTO DE PRECESIÓN DE LOS EJES DE GIRO.

• CALCULAR LAS CONDICIONES DINÁMICAS DE CUERPOS RÍGIDOS QUE ESTANDO INICIALMENTE ROTANDO Y TRASLADÁNDOSE, SUFREN COLISIONES, APLICANDO LOS PRINCIPIOS DE CONSERVACIÓN DE MOMENTUM LINEAL Y ANGULAR.

• DESCRIBIR MATEMÁTICAMENTE EL MOVIMIENTO DE PRECESIÓN Y LLEVAR A CABO CÁLCULOS CON LOS MODELOS RESULTANTES.

17 5. TRABAJO, ENERGÍA E IMPULSO EN LA DINÁMICA ROTACIONAL. 5.1 MODELO MATEMÁTICO PARA LA EVALUACIÓN DEL TRABAJO

MECÁNICO EN LA DINÁMICA ROTACIONAL. 5.2 OBTENCIÓN DEL TRABAJO REALIZADO POR LAS FUERZAS EJERCIDAS

SOBRE UN CUERPO RÍGIDO QUE ROTA.

• OBTENER MEDIANTE UNA ANALOGÍA CON LA DINÁMICA TRASLACIONAL EL TRABAJO REALIZADO POR UN CUERPO QUE ROTA.

• CALCULAR EL TRABAJO REALIZADO POR FUERZAS QUE PRODUCEN LOS MOVIMIENTOS DE ROTACIÓN Y TRASLACIÓN DE UN CUERPO RÍGIDO .

18 5.3 FUERZA DE FRICCIÓN QUE ACTÚA SOBRE UN CUERPO CIRCULAR QUE RUEDA SIN DESLIZARSE Y PARES DE FUERZAS ASOCIADOS. 5.4 POTENCIA DE UN CUERPO RÍGIDO QUE ROTA. 5.5 APLICACIÓN DE LAS ECUACIONES DE TRABAJO Y ENERGÍA PARA CUERPOS RÍGIDOS AISLADOS.

• APLICAR EL CONCEPTO DE FUERZA DE FRICCIÓN EN LA DESCRIPCIÓN MATEMÁTICA DE LA DINÁMICA DE UN CUERPO RÍGIDO.

• APLICAR MÉTODOS DE ENERGÍA EN EL CÁLCULO DE LAS PROPIEDADES DINÁMICAS DE UN CUERPO RÍGIDO Y SISTEMAS DE CUERPOS RÍGIDOS INTERCONECTADOS O INTERRELACIONADOS DE ALGUNA MANERA.

19 6. ANALOGÍAS ENTRE LA DINÁMICA ROTACIONAL Y TRASLACIONAL. 6.1 SEGUNDA LEY DE NEWTON TRASLACIONAL Y ROTACIONAL 6.2 TRABAJO TRASLACIONAL Y ROTACIONAL 6.3 POTENCIA TRASLACIONAL Y ROTACIONAL 6.4 ENERGÍAS CINÉTICAS TRASLACIONAL Y ROTACIONAL 6.5 MOMENTUM TRASLACIONAL Y ROTACIONAL.

• EXPLICAR CON PRECISIÓN LAS ANALOGÍAS ENTRE LAS ECUACIONES DE LA DINÁMICA TRASLACIONAL Y ROTACIONAL. UTILIZAR DICHOS CONCEPTOS EN LA RESOLUCIÓN COMPARATIVA DE PROBLEMAS ANÁLOGOS, YA SEA POR MÉTODOS DE ENERGÍA O VECTORIALES.

20 EXAMEN • DEMOSTRAR LOS CONOCIMIENTOS ADQUIRIDOS EN EL CURSO Y SU HABILIDAD EN LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS.

21 7.- EQUILIBRIO Y NATURALEZA DEL EQUILIBRIO 7.1. CONDICIONES DE EQUILIBRIO

o EQUILIBRIO TRASLACIONAL (∑F = 0) o EQUILIBRIO ROTACIONAL (∑Mo = 0) o A PARTIR DE LA DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA ∂U /∂X = 0

7.2. NATURALEZA DEL EQUILIBRIO • EQUILIBRIO ESTABLE. ∂2 U /∂X2> 0 • EQUILIBRIO INESTABLE. . ∂2 U /∂X2 < 0 • EQUILIBRIO INDIFERENTE. . ∂2 U /∂X2 = 0 • APLICACIONES (ESTRUCTURAS Y PIEZAS DE MAQUINARIA EN

EQUILIBRIO, • EQUILIBRIO EN SISTEMAS QUÍMICOS REACCIONANTES.

• EXPLICAR LAS CONDICIONES DE EQUILIBRIO DESDE UN PUNTO DE VISTA DE LA SUMA VECTORIAL Y TORQUES (PARA TRASLACIÓN Y ROTACIÓN, RESPECTIVAMENTE) Y DESDE EL ENFOQUE DE LA DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA POTENCIAL. TAMBIÉN DEBERÁ DE SER CAPAZ DE INDICAR, MEDIANTE CÁLCULOS DE LA SEGUNDA DERIVADA DE LA ENERGÍA POTENCIAL SI EL EQUILIBRIO ES ESTABLE, INESTABLE O INDIFERENTE, Y DEBERÁ DE PODER RELACIONAR ESTOS CONCEPTOS Y APLICARLOS A LA EXPLICACIÓN DEL EQUILIBRIO QUÍMICO DE UNA REACCIÓN, MEDIANTE LAS VARIABLES TERMODINÁMICAS ASOCIADAS A LA ENERGÍA POTENCIAL DEL SISTEMA.

22 7.3. CENTRO DE GRAVEDAD • CENTROIDE DE LÍNEA • CENTROIDE DE ÁREA • CENTROIDE DE VOLUMEN

7.4. ALGUNOS EJEMPLOS DE EQUILIBRIO ESTÁTICO

• UTILIZAR EL CÁLCULO INFINITESIMAL PARA DETERMINAR EL CENTRO DE GRAVEDAD DE UN CUERPO RELACIONÁNDOLO CON LOS CENTROIDES DE LÍNEA, ÁREA O VOLUMEN DE LAS PARTES QUE LO COMPONEN

• UTILIZAR LAS CONDICIONES DE EQUILIBRIO ESTÁTICO (∑F=0 y ∑Mo = 0) PARA DETERMINAR EL ESTADO DE EQUILIBRIO ESTÁTICO DE DIFERENTES SISTEMAS FÍSICOS

23 7.5 ESTRUCTURAS MECÁNICAS.

• UTILIZAR LAS CONDICIONES DE EQUILIBRIO ESTÁTICO (∑F=0 y ∑Mo = 0) PARA DETERMINAR EL ESTADO DE EQUILIBRIO DE ESTRUCTURAS DE VIGAS PARA PUENTES Y EDIFICIOS.

24 7.6 ESTRUCTURAS ESTÁTICAMENTE ESTABLES 7.7 PRINCIPIO DE TRABAJO VIRTUAL

• IDENTIFICAR LOS 7 DIFERENTES TIPOS DE ESTRUCTURAS ESTÁTICAMENTE ESTABLES Y REALIZAR CÁLCULOS DE TENSIONES Y REACCIONES MEDIANTE LA APLICACIÓN DE LAS CONDICIONES DE EQUILIBRIO ESTÁTICO.

• UTILIZAR EL PRINCIPIO DE TRABAJO VIRTUAL PARA CARACTERIZAR EL ESTADO ESTÁTICO DE ESTRUCTURAS MECÁNICAS

25 7.8 EJERCICIOS DE ESTÁTICA DE ESTRUCTURAS • UTILIZAR LOS CONOCIMIENTOS ADQUIRIDOS PARA RESOLVER PROBLEMAS DE ESTÁTICA DE ESTRUCTURAS Y CALCULAR TENSIONES, MOMENTA DE FUERZAS Y REACCIONES EN LOS APOYOS

26 8 INTRODUCCIÓN A LA MECÁNICA DE FLUIDOS 8.1. LOS FLUIDOS Y EL MUNDO A NUESTRO ALREDEDOR 8.2. DEFINICIÓN DE FLUIDO 8.3. DENSIDAD Y PRESIÓN 8.4. ESTÁTICA DE FLUIDOS

• IDENTIFICAR A UN FLUIDO COMO UNA SUSTANCIA CON MUY BAJA RESITENCIA A LOS ESFUERZOS DE CORTE Y DEFINIR EL EFECTO DE FLUIDEZ.

• DEFINIR LAS VARIABLES DE DENSIDAD Y PRESIÓN EN UN FLUIDO Y EVALUAR LA DISTRIBUCIÓN DE PRESIÓN EN EL INTERIOR DE UN FLUIDO ESTÁTICO.

27 8.5. PRINCIPIO DE PASCAL 8.6. PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES 8.7. FLUIDOS IDEALES EN MOVIMIENTO

• UTILIZAR EL PRINCIPIO DE PASCAL PARA DESCRIBIR EL FUNCIONAMIENTO DE PALANCAS Y ELEVADORES HIDRÁULICOS.

• UTILIZAR EL PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES PARA CALCULAR EL EMPUJE HIDROSTÁTICO SOBRE UN CUERPO SUMERGIDO EN UN FLUIDO

28 8.8. BALANCE DE MATERIA EN UN MEDIO CONTINUO • REALIZAR EL BALANCE DE MATERIA SOBRE UNA SUPERFICIE GAUSSIANA EN EL INTERIOR DE UN FLUIDO PARA OBTENER LA ECUACIÓN DE CONTINUIDAD.

• UTILIZAR LA ECUACIÓN DE CONTINUIDAD PARA CALCULAR VELOCIDADES Y ACELERACIONES DEL FLUIDO AL ATRAVESAR CANALES CONVERGENTES O DIVERGENTES.

29 8.9. ECUACIÓN DE BALANCE DE ENERGÍA MECÁNICA EN UN FLUIDO (ECUACIÓN DE BERNOULLI)

8.10. EJERCICIOS

• APLICAR EL BALANCE DE ENERGÍA MECÁNICA A UN FLUIDO PARA OBTENER LA ECUACIÓN DE BERNOULLI.

• APLICAR LA ECUACIÓN DE BERNOULLI PARA OBTENER VELOCIDADES Y PRESIONES EN SISTEMAS DE FLUJO SENCILLOS.

• UTILIZAR LOS CONCEPTOS APRENDIDOS PARA RESOLVER PROBLEMAS SENCILOS DE MOVIMIENTO DE FLUIDOS.

30 9. INTRODUCCIÓN A LA GRAVITACIÓN. 9.1 LEY DE NEWTON DE LA GRAVITACIÓN UNIVERSAL 9.2 CÁLCULO DE FUERZAS GRAVITACIONALES EN EL EXTERIOR E

INTERIOR DE UN PLANETA. 9.3 OBTENCIÓN DE LAS LEYES DE KEPLER A PARTIR DE LA LEY DE

NEWTON DE LA INTERACCIÓN GRAVITACIONAL.

• IDENTIFICAR A LA MASA COMO LA PROPIEDAD FÍSICA FUNDAMENTAL DE LA MATERIA RESPONSABLE DE LA INTERACCIÓN GRAVITACIONAL.

• EXPLICAR LA FORMA MATEMÁTICA (INVERSO DEL CUADRADO DE LA DISTANCIA) DE LA LEY DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL, EN FUNCIÓN DE LA GEOMETRÍA DE LA DISTRIBUCIÓN DE LAS LÍNEAS DE CAMPO GRAVITACIONAL.

• REALIZAR LOS CÁLCULOS QUE CONDUJERON A NEWTON A SU DEDUCCIÓN DE LA LEY DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL

• REALIZAR LOS CÁLCULOS PARA DEDUCIR LAS LEYES DE KEPLER A PARTIR DE LA LEY DE NEWTON DE LA GRAVITACIÓN.

31 EJERCICIOS DE GRAVITACIÓN UTILIZANDO LEY DE NEWTON Y LEYES DE KEPLER

32 EXAMEN • DEMOSTRAR LOS CONOCIMIENTOS ADQUIRIDOS EN EL CURSO Y SU HABILIDAD EN LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS.

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: 1. BEER, FERDINAND AND JOHNSTON, RUSSELL. MECÁNICA VECTORIAL PARA INGENIEROS. TOMO 1 Y 2 (ESTÁTICA Y DINÁMICA). MC GRAW-HILL, MÉXICO, 1988. 2.- RESNICK, & HALLIDAY. FÍSICA, TOMO 1. CECSA, MÉXICO, 1994. 3.- SERWAY, RAYMOND A. & BEICHNER, ROBERT J. FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA, TOMO 1. MC GRAW HILL INTERAMERICANA. 5a EDICIÓN. MÉXICO 2002. 4.- RESNICK, HALLIDAY & CRANE. FÍSICA, TOMO 1. CECSA. MÉXICO 2000. 5.- IRIDONOV, VLADIMIR. PROBLEMAS DE FÍSICA. EDITORIAL MIR MOSCÚ, URSS, 1989 6.- ALONSO, MARCELO & FINN, EDWARD J. FÍSICA, VOL. 1 (MECÁNICA). FONDO EDUCATIVO INTERAMERICANO. MÉXICO, 1985 7.- HIBBELER, R.C. MECÁNICA PARA INGENIEROS TOMOS I Y 2 CECSA, MÉXICO, 1989. 8.- FISHBANE, PAUL M. FÍSICA, TOMO 1. MC GRAW HILL, MÉX. 1997 9.- BEDFORD & FOWLER. ESTÁTICA (MECÁNICA PARA INGENIERÍA). ADDISON-WESLEY. MÉXICO, 1999 10.- SEARS, FRANCIS W. ;ZEMANSKY, MARK W. YOUNG, HUGH D. FÍSICA UNIVERSITARIA. 9a EDICIÓN. PEARSON EDUCATION. ADDISON WESLEY LONGMAN. MÉX. 1999 BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: 1. ARONS, ARNOLD B. EVOLUCIÓN DE LOS CONCEPTOS DE LA FÍSICA. EDIT. TRILLAS. MÉXICO, 1970 2. TIPPENS, E. FÍSICA, VOL1. MC GRAW HILL. MÉXICO, 1994 3. DE VRIES, PAUL L. A FIRST COURSE IN COMPUTATIONAL PHYSICS. JOHN WILEY AND SONS. NEW YORK, USA. 1994 4. GOULD, HARVEY & TOBOCHNIK, JAN. AN INTRODUCTION TO COMPUTER SIMULATION METHODS. APPLICATION TO PHYSICAL SYSTEMS.

ADDISON WESLEY. MASSACHUSSETS, USA, 1988 TÉCNICA DE ENSEÑANZA. 1. DESARROLLO DE CONCEPTOS Y MODELOS MATEMÁTICOS EN EL PIZARRÓN. 2. SOLUCIÓN ANALÍTICA DE LOS MODELOS 3. CONSTRUCCIÓN Y EJECUCIÓN DE ALGORITMOS DE CÓMPUTO PARA LA SIMULACIÓN DE CONDICIONES DINÁMICAS DE CUERPOS RÍGIDOS Y

PARTÍCULAS 4. RESOLUCIÓN DE SERIES DE PROBLEMAS Y CUESTIONARIOS.

EVALUACIÓN 1.- SERIES DE PROBLEMAS Y CUESTIONARIOS 2.- EXÁMENES

* PARTE CONCEPTUAL * PARTE DE RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: MECÁNICA I PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: INGENIEROS, FÍSICOS, PROFESIONALES DE LA QUÍMICA.


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE LA MATERIA: LABORATORIO DE CIENCIA BÁSICA II , QUE CURSARÁN LOS ALUMNOS DE SEGUNDO SEMESTRE DE INGENIERÍA QUÍMICA , HORAS/SEMANA : 6 (6 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1222 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA, SECCIÓN CIENCIA BÁSICA CAMPO: BÁSICO . CARÁCTER: OBLIGATORIO . MODALIDAD: CURSO . ASIGNATURA PRECEDENTE: LABORATORIO DE CIENCIA BÁSICA 1 ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA.

INTRODUCCIÓN. FRECUENTEMENTE EL PROFESIONAL DE LA INGENIERÍA QUÍMICA, ASÍ COMO EL ESTUDIANTE EN FORMACIÓN, SE ENFRENTAN A LA NECESIDAD DE CARACTERIZAR FENÓMENOS EN LOS QUE INTERVIENEN UNA GRAN CANTIDAD DE VARIABLES O QUE NO SON DIRECTAMENTE OBSERVABLES. EJEMPLOS DE ELLOS SON LOS QUE SE PRESENTAN EN EL ANÁLISIS TERMODINÁMICO Y CINÉTICO DE UNA REACCIÓN QUÍMICA. EL MÉTODO CIENTÍFICO QUE EL ESTUDIANTE APRENDIÓ A UTILIZAR EN EL PRIMER SEMESTRE, AHORA TIENE QUE SER APLICADO PARA OBTENER CONCLUSIONES CUANTITATIVAS A CERCA DE LA RAPIDEZ CON LA QUE SE LLEVA A CABO UNA REACCIÓN QUÍMICA Y LA FORMA EN QUE SE PUEDE INFLUIR EXTERNAMENTE SOBRE UN SISTEMA QUÍMICO REACCIONANTE PARA DESPLAZAR EL EQUILIBRIO. ATENDIENDO AL RETO DE RESPONDER CORRECTAMENTE A TRES PROBLEMAS PLANTEADOS POR EL PROFESOR, Y APLICANDO EL MÉTODO CIENTÍFICO, EL ALUMNO APRENDERÁ A REALIZAR INVESTIGACIÓN BIBLIOGRÁFICA A CERCA DEL TEMA, PLANTEAR UNA HIPÓTESIS DE TRABAJO, DISEÑAR UN EXPERIMENTO CONTRASTADOR TOMANDO EN CUENTA LA DISPONIBILIDAD DE INSTRUMENTOS Y REACTIVOS, APLICAR TÉCNICAS ESTADÍSTICAS ELEMENTALES PARA EL ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS Y OBTENER UNA SERIE DE CONCLUSIONES A CERCA DEL FENÓMENO ESTUDIADO QUE LE PERMITAN PROPONER UN MODELO MATEMÁTICO PREDICTIVO. EL DOMINIO DEL MÉTODO CIENTÍFICO Y EL APRENDIZAJE DE TÉCNICAS ANALÍTICAS DE SISTEMAS QUÍMICOS EN SOLUCIÓN LE SERÁ DE GRAN UTILIDAD AL ESTUDIANTE EN EL TRANSCURSO DE LA CARRERA. ADEMÁS, EN ESTE CURSO SE FOMENTA EL TRABAJO COLECTIVO, MEDIANTE LA FORMACIÓN DE EQUIPOS PARA LA EXPERIMENTACIÓN Y RESOLUCIÓN DE LOS PROBLEMAS PLANTEADOS Y LA DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS ANTE TODO EL GRUPO DE LABORATORIO.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO. AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE : APLICAR EL MÉTODO CIENTÍFICO PARA RESOLVER PROBLEMAS RELACIONADOS CON CUALQUIER EXPERIENCIA DE APRENDIZAJE EN SISTEMAS EN EQUILIBRIO QUÍMICO Y SISTEMAS REACCIONANTES, QUE CORRESPONDEN A FENÓMENOS NO DIRECTAMENTE OBSERVABLES. DESDE LA IDENTIFICACIÓN DE LAS VARIABLES INVOLUCRADAS, EL ESTABLECIMIENTO DE UNA HIPÓTESIS, EL DISEÑO DEL EXPERIMENTO CONTRASTADOR, LA APLICACIÓN CORRECTA DE LAS TÉCNICAS DE LABORATORIO, EL ANÁLISIS ESTADÍSTICO ELEMENTAL DE LOS RESULTADOS, LA OBTENCIÓN DE UN MODELO MATEMÁTICO QUE EXPLIQUE EL FENÓMENO Y HASTA LA ELABORACIÓN DE CONCLUSIONES. TODO ELLO CON LA FINALIDAD DE QUE EL ESTUDIANTE SE ACOSTUMBRE A UTILIZAR LOS MÉTODOS CIENTÍFICOS PARA LA ADQUISICIÓN DE CONOCIMIENTO. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: AL FINAL DEL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE:

• APLICAR LOS PRINCIPALES ELEMENTOS DEL MÉTODO CIENTÍFICO APRENDIDOS EN EL CURSO DE LCB-I PARA RESOLVER PROBLEMAS PLANTEADOS EN ALGUNAS EXPERIENCIAS DE APRENDIZAJE RELACIONADAS CON FENÓMENOS FÍSICOS, QUÍMICOS Y FISICOQUÍMICOS EN LOS QUE INTERVIENEN MÁS DE UNA VARIABLE INDEPENDIENTE Y CON FENÓMENOS NO DIRECTAMENTE OBSERVABLES.

• IDENTIFICAR UN PROBLEMA CIENTÍFICO A PARTIR DE SUS CARACTERÍSTICAS. • DETERMINAR, A PARTIR DE LA OBSERVACIÓN CIENTÍFICA, LOS PARÁMETROS Y VARIABLES QUE PERMITAN ESTUDIAR LOS

FENÓMENOS Y RESOLVER LOS PROBLEMAS PLANTEADOS. • ELABORAR HIPÓTESIS QUE PERMITAN OBTENER ALGÚN CONOCIMIENTO DEL FENÓMENO EN ESTUDIO, CON BASE A LAS

VARIABLES INVOLUCRADAS EN ÉL. • DISEÑAR Y PLANIFICAR LOS EXPERIMENTOS, ASÍ COMO LAS ACTIVIDADES A REALIZAR EN CADA PROYECTO CIENTÍFICO QUE

SE LE PLANTEE. • INVESTIGAR Y APLICAR LAS TÉCNICAS DE LABORATORIO NECESARIAS PARA EL DISEÑO Y REALIZACIÓN DE EXPERIMENTOS

QUE PERMITAN CONTRASTAR LAS HIPÓTESIS PROPUESTAS Y ADQUIRIR LAS DESTREZAS QUE REQUIERE CADA EXPERIMENTO. • CONTRASTAR Y ESTIMAR EXPERIMENTALMENTE LAS HIPÓTESIS PROPUESTAS A TRAVÉS DE LA MEDICIÓN Y ANÁLISIS DE

DATOS DE LOS FENÓMENOS ESTUDIADOS. • APLICAR EL CONCEPTO DE MODELO TEÓRICO, SEGÚN LAS PROPUESTAS DE DIVERSOS AUTORES, PARA EXPLICAR ALGUNOS

FENÓMENOS NO DIRECTAMENTE OBSERVABLES. • OBTENER CONCLUSIONES SOBRE LOS DIVERSOS FENÓMENOS ESTUDIADOS CON BASE A LA ESTIMACIÓN DE LA HIPÓTESIS. • ADQUIRIR LOS CONCEPTOS FUNDAMENTALES QUE SE SEÑALAN EN CADA UNO DE LOS EXPERIMENTOS DEL MANUAL DE

LABORATORIO DE CIENCIA BÁSICA II. • UTILIZAR ALGUNOS MÉTODOS MODERNOS DE INVESTIGACIÓN BIBLIOGRÁFICA. • DEMOSTRAR SU CREATIVIDAD, ACTITUD AUTODIDACTA Y RAZONAMIENTO MEDIANTE EL TRABAJO EXPERIMENTAL E

INVESTIGACIÓN. • DEMOSTRAR SU HABILIDAD PARA OBSERVAR Y EMPLEAR TÉCNICAS PREPARATIVAS E INSTRUMENTALES DE MEDICIÓN.

• RECONOCER LA PRECISIÓN, EXACTITUD Y LAS LIMITACIONES DEL TRABAJO EN EL LABORATORIO. • REALIZAR UNA INVESTIGACIÓN BIBLIOGRÁFICA Y REPORTAR CORRECTAMENTE LAS FUENTES CONSULTADAS. • INTERPRETAR Y REPORTAR CON CLARIDAD LOS RESULTADOS DE SUS TRABAJOS EXPERIMENTALES. • DEMOSTRAR SU SENTIDO DE RESPONSABILIDAD Y CONFIANZA PERSONAL AL REALIZAR LOS EXPERIMENTOS POR SÍ MISMO. • DEMOSTRAR SU CAPACIDAD PARA REALIZAR TRABAJOS POR EQUIPO.

ACTIVIDADES GENERALES:

• CONOCER Y RESPETAR LAS NORMAS DE SEGURIDAD EN UN LABORATORIO QUÍMICO. • CONOCER LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES, INSTRUMENTOS Y EQUIPOS UTILIZADOS EN EL LABORATORIO

QUÍMICO. • CONOCER LA CLASIFICACIÓN DE LAS SUSTANCIAS QUÍMICAS EN FUNCIÓN DE SU PUREZA, TOXICIDAD, INFLAMABILIDAD, ETC.

Y SU USO EN EL LABORATORIO. • RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE ESTEQUIOMETRÍA, Y EN GENERAL DE TODO TIPO DE PROBLEMAS RELACIONADOS CON CADA

TEMA DEL CURSO. • BÚSQUEDA DE ARTÍCULOS RELACIONADOS CON CADA TEMA EN LA HEMEROTECA Y EN INTERNET.


T E M A : NIVEL COGNOSCITIVO

ACTIVIDADES: OBJETIVOS: EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE:

1-20 UNIDAD I. EQUILIBRIO QUÍMICO 1.8 CONCEPTO DE EQUILIBRIO QUÍMICO 1.9 LEY DE ACCIÓN DE MASAS 1.10 FACTORES QUE AFECTAN EL EQUILIBRIO

QUÍMICO (CONCENTRACIÓN, TEMPERATURA) 1.11 PRINCIPIO DE LeCHATELIER 1.12 SOLUCIÓN SATURADA Y NO SATURADA 1.13 PRODUCTO IÓNICO. 1.14 PRODUCTO DE SOLUBILIDAD Y

PRECIPITACIÓN SELECTIVA DE IONES. NÚMERO NIVEL DEL DOMINIO COGNOSCITIVO:

1 CONOCIMIENTO 2 COMPRENSIÓN 3 APLICACIÓN 4 ANÁLISIS 5 SÍNTESIS 6 EVALUACIÓN

6 3 6 4 6 6 6

• MANEJO CORRECTO DE MATERIAL DE LABORATORIO DE USO COMÚN..

• PREPARACIÓN DE SOLUCIONES MOLARES. • SEGUIMIENTO DE REACCIONES QUÍMICAS. • RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE EQUILIBRIO

QUÍMICO • RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE EQUILIBRIOS

DE SOLUBILIDAD. • ELABORACIÓN DE MODELOS MATEMÁTICOS

PARA LA CARACTERIZACIÓN DE EQUILIBRIOS QUÍMICOS.

• MEDICIÓN DE CONCENTRACIONES EN SISTEMAS EN EQUILIBRIO QUÍMICO.

• DISCUSIÓN DE LOS EXPERIMENTOS.

o APLICAR DURANTE EL TRABAJO EXPERIMENTAL SUS CONOCIMIENTOS SOBRE CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS.

o EFECTUAR EXPERIMENTALMENTE UN NÚMERO DETERMINADO DE REACCIONES PARA ESTUDIAR EL EQUILIBRIO QUÍMICO.

o ELABORAR MODELOS QUE EXPLIQUEN LOS FENÓMENOS OBSERVADOS EN LAS REACCIONES QUÍMICAS EFECTUADAS.

o PREDECIR EL DESPLAZAMIENTO DEL EQUILIBRIO DE CUALQUIER REACCIÓN AL MODIFICAR LAS CONCENTRACIONES DE LAS ESPECIES QUÍMICAS PRESENTES EN EL SISTEMA REACCIONANTE, TOMANDO EN CUENTA EL MODELO PROPUESTO.

o RELACIONAR EL PRINCIPIO DE LeCHATELIER EN SUS CONCLUSIONES EXPERIMENTALES.

o AUTOINDUCIRSE EL CONCEPTO DE EQUILIBRIO QUÍMICO A TRAVÉS DEL ESTUDIO DE VARIAS REACCIONES.

o ANALIZAR EN UNA DISCUSIÓN EN GRUPO LOS FACTORES QUE AFECTAN AL EQUILIBRIO QUÍMICO.

21-42 UNIDAD II. EQUILIBRIO ÁCIDO-BASE. 2.1 PRINCIPIO DE EQUIVALENCIA. 2.2 CONCEPTO DE ÁCIDO Y BASE SEGÚN

ARRHENIUS 2.3 OTROS CONCEPTOS DE ÁCIDO Y BASE DE

ACUERDO A: A) BRONSTED-LOWRY B) LEWIS C) USANOVICH D) PEARSON

2.4 PREPARACIÓN DE SOLUCIONES NORMALES 2.5 CLASIFICACIÓN DE ÁCIDOS Y BASES EN:

FUERTES, FUERZA MEDIA Y DÉBILES. 2.6 pH, KW, KA y KB 2.7 PATRONES PRIMARIOS Y SUS

CARACTERÍSTICAS. 2.8 NORMALIZACIÓN CON UNA SOLUCIÓN

PATRÓN. 2.9 AGENTES DESECANTES 2.10 TÉCNICAS VOLUMÉTRICAS 2.11 PRESENTACIÓN DE DATOS 2.12 INTERPRETACIÓN DE CURVAS DE

VALORACIÓN 2.13 SELECCIÓN DE UN INDICADOR

3 4 2 3 4 3 3 3 3 3 6 6 6

• DISEÑO DE EXPERIMENTOS. • MEDICIONES, TABULACIONES, GRAFICACIÓN. • EXPERIMENTOS DE TITULACIÓN. • USO DE INDICADORES ÁCIDO-BASE. • RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE EQUILIBRIO

ÁCIDO-BASE • INVESTIGACIÓN DE PROPIEDADES QUÍMICAS

DE ÁCIDOS Y BASES. • PRECAUCIÓN EN EL MANEJO DE SUSTANCIAS

QUÍMICAS. • CONSTRUCCIÓN DE LAS CURVAS DE

TITULACIÓN TEÓRICAS ÁCIDO-BASE. • USO DE LA COMPUTADORA PARA EL ANÁLISIS

DE DATOS Y GRÁFICAS. • DISCUSIÓN DE LOS EXPERIMENTOS. • EFECTUAR TÉCNICAS DE: PESADO, SECADO DE

SÓLIDOS, PREPARACIÓN DE SOLUCIONES MOLARES Y NORMALES, PREPARACIÓN DE SOLUCIONES PATRÓN, DILUCIÓN DE SOLUCIONES, NORMALIZACIÓN DE SOLUCIONES, TITULACIÓN.

• MANEJO DE MATERIAL PARA ANÁLISIS VOLUMÉTRICO: BURETAS, PIPETAS, ETC.

SELECCIONAR EL INDICADOR MÁS ADECUADO PARA DIFERENTES TIPOS DE VALORACIONES ÁCIDO-BASE EN MEDIO ACUOSO, BASÁNDOSE EN LOS CONOCIMIENTOS ADQUIRIDOS TANTO EXPERIMENTAL COMO BIBLIOGRÁFICAMENTE.

DETERMINAR EXPERIMENTALMENTE LA CONCENTRACIÓN DE UN ÁCIDO O DE UNA BASE A PARTIR DE UNA SOLUCIÓN DE CONCENTRACIÓN CONOCIDA HACIENDO USO DE PATRONES PRIMARIOS Y SOLUCIONES NORMALIZADAS.

INVESTIGAR UNA APLICACIÓN DEL TEMA EQUILIBRIOS ÁCIDO-BASE DENTRO DEL CAMPO PROFESIONAL DEL INGENIERO QUÍMICO.

43- 64 UNIDAD III. CINÉTICA QUÍMICA. 3.1 VELOCIDAD DE REACCIÓN 3.2 EFECTO DE LA CONCENTRACIÓN Y DE LA

TEMPERATURA SOBRE LA VELOCIDAD DE REACCIÓN.

3.3 ORDEN DE REACCIÓN. 3.4 ACCIÓN CATALÍTICA. 3.5 CATÁLISIS HOMOGÉNEA Y HETEROGÉNEA. 3.6 TÉCNICAS IODOMÉTRICAS 3.7 SIGNIFICADOS DE LOS MODELOS CINÉTICOS

DIFERENCIALES E INTEGRALES. 3.8 LEYES DE ORDEN DE REACCIÓN.

4 2 4 3 2 3 4 3

LLEVAR A CABO UNA SERIE DE REACCIONES QUÍMICAS MODIFICANDO CONCENTRACIONES DE REACTIVOS Y TEMPERATURAS DE REACCIÓN.

MONITOREAR LA CONCENTRACIÓN DE REACTIVOS O PRODUCTOS MEDIANTE ALGÚN MÉTODO DE CUANTIFICACIÓN VOLUMÉTRICO O INSTRUMENTAL, PARA DAR SEGUIMIENTO AL AVANCE DE LA REACCIÓN QUÍMICA DE INTERÉS.

DETERMINAR LA CONCENTRACIÓN DE UNA SOLUCIÓN QUE CONTENGA UNA MEZCLA REACCIONANTE A DIVERSOS INTERVALOS DE TIEMPO.

ANALIZAR MATEMÁTICAMENTE Y GRAFICAR LOS DATOS OBTENIDOS EXPERIMENTALMENTE PARA OBTENER LA VELOCIDAD DE REACCIÓN.

UTILIZAR UN CATALIZADOR PARA ACELERAR UNA REACCIÓN QUÍMICA.

TOMANDO EN CUENTA LOS RESULTADOS DE LOS EXPERIMENTOS QUE REALICE, DISCUTIR A CERCA DE LOS FACTORES QUE DETERMINAN LA VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN.

DISEÑAR UN EXPERIMENTO QUE LE PERMITA DETERMINAR LOS PARÁMETROS CINÉTICOS DE UNA REACCIÓN QUÍMICA A PARTIR DEL SEGUIMIENTO DE LA VARIACIÓN DE LAS CONCENTRACIONES DE REACTIVOS Y/O PRODUCTOS.

APLICAR EL ANÁLISIS MATEMÁTICO Y GRÁFICO A LOS RESULTADOS EXPERIMENTALES DE LA CINÉTICA DE UNA REACCIÓN QUÍMICA PARA DETERMINAR EL ORDEN DE REACCIÓN Y EL COEFICIENTE CINÉTICO.

CUANTIFICAR, MEDIANTE UN ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS EXPERIMENTALES DE TODO EL GRUPO DE LCB-II, LOS EFECTOS DE LA TEMPERATURA SOBRE LA VELOCIDAD DE REACCIÓN.

DETERMINAR, MEDIANTE UN ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS EXPERIMENTALES DE TODO EL GRUPO, LA INFLUENCIA DE UN CATALIZADOR EN LA VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN PROPUESTA.


1. UTILIZAR EL MANUAL DE LABORATORIO DE CIENCIA BÁSICA II, EN EL CUAL SE INCLUYE UNA GUÍA METODOLÓGICA CONSISTENTE EN UNA SERIE DE PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN PARA ORIENTAR LA SECUENCIA DE RESOLUCIÓN DE LOS PROBLEMAS EN ALGUNAS DE LAS EXPERIENCIAS Y CON ELLO PROPICIAR EL TRABAJO INDEPENDIENTE DEL ALUMNO.

2. INCLUIR INVESTIGACIONES EN LAS QUE NO SE INDICA UNA SECUENCIA A SEGUIR; CON ESTO SE PROPONE QUE EL ALUMNO ADQUIERA MAYOR LIBERTAD PARA REALIZAR TRABAJO EXPERIMENTAL Y DESARROLLE SUS CAPACIDADES PARA LA PROPUESTA DE DISEÑOS EXPERIMENTALES.

3. PROPICIAR EL TRABAJO EN EQUIPO E INDIVIDUAL: EL TRABAJAR EN EQUIPO ES IMPORTANTE PARA EL DESARROLLO INTEGRAL DEL GRUPO, PERMITE EL INTERCAMBIO DE PUNTOS DE VISTA DIFERENTES Y AMPLÍA LA DIMENSIÓN DEL CONOCIMIENTO.

4. RETROALIMENTAR EL TRABAJO DE LABORATORIO A TRAVÉS DE LA DISCUSIÓN DE LA METODOLOGÍA Y DE LOS RESULTADOS DE LA FASE EXPERIMENTAL PARA QUE EL ALUMNO EVALÚE LOS EXPERIMENTOS GLOBALMENTE.

5. INSTRUCCIÓN. 6. EVALUACIÓN.

MÉTODO DE EVALUACIÓN: ASISTENCIA, TRABAJO EXPERIMENTAL, REPORTES, TAREAS, EXÁMENES, PARTICIPACIÓN EN CLASE, ETC. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: HABER APROBADO EL LABORATORIO DE CIENCIA BÁSICA I. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA: PROFESIONALES EN EL ÁREA DE LA QUÍMICA.

BIBLIOGRAFÍA: Nota: en Negrita Bibliografía Básica. En tipografía normal Bibliografía Complementaria GENERAL:

• FONTANA-NORBIS. Química General Universitaria. Fondo Educativo Interamericano. México, 1983 • NYMAN-KING. Problemas de Química General y Análisis Cualitativo. Editorial AC. México, 1989 • SIENKO-PLANE. Química Teórica y Descriptiva. Interamericana. México, 1993. • SORUM. Cómo Resolver Problemas de Química General. Ed. Paraninfo. 4ª Edición. México, 1990. • SUMMER, DONALD. Manual de Química. Grupo Editorial Iberoamericana. México, 1983. • WHITTEN, Kenneth – Gailey Kenneth. Química General. Ed. Interamericana. México, 1995.

TEMA I:

1. BARD ALLEN. Equilibrio Químico. Harper and Row Pub. Inc. New York, USA, 1970. 2. MARON, SAMUEL H. Y CARL F. PRUTTON. Fundamentos de Fisicoquímica. Limusa. México, 1976. 3. ANDER, PAUL Y SONNESA, A. Principios de Química. Limusa. México, 1975. 4. BRESCIA, FRANK; ARENTS, J; MEISLICH, H y TURK, A. Fundamentos de Química. CECSA. México, 1981. 5. PIERCE, J. Química de la Materia. Publicaciones Cultural. México, 1973. 6. LEVITT, B.P. Química Física Práctica de Findlay. Ed. Reverté. Barcelona, España, 1989.

TEMA II:

1. AYRES, GILBERT. Análisis Químico Cuantitativo. Ed. Harla. México, 1972. 2. BRUMBLAY, RAY. Análisis Cuantitativo. CECSA. México, 1969. 3. OROZCO, FERNANDO. Análisis Químico Cuantitativo. Ed. Porrúa. México, 1975. 4. VOGEL, A.I. Química Analítica Cuantitativa. Ed. Kapeluz, Argentina, 1960. 5. DILLARD, CLYDE y GOLDBERG, D. Química, Reacciones, Estructuras y Propiedades. Ed. Fondo Educativo Interamericano. 1977. 6. FLASCHKA, H.A. y BERNARD, A.J. Química Analítica Cuantitativa. CECSA. México, 1973. 7. ANDER, PAUL Y SONNESA, A. Principios de Química. Limusa. México, 1975.

TEMA III: 2. KING, EDWARD. Cómo Ocurren las Reacciones Químicas. Ed. Reverté. Barcelona, España, 1989. 3. LATHAM, J.L. y BURGUESS, A. E. Elementos de Cinética de Reacciones. El Manual Moderno. México, 1980. 4. THE OPEN UNIVERSITY. Reacciones Químicas. Mc Graw Hill. México, 1971 5. AYRES, GILBERT. Análisis Químico Cuantitativo. Ed. Harla. México, 1972. 6. SHAKHASHIRI, BASSAM Z. Cinética Química. Limusa. México, 1973. 7. AVERY, H.E. Cinética Química Básica y mecanismos de Reacción. Reverté. España, 1997 8. VOGEL, A.I. Química Analítica Cuantitativa. Ed. Kapeluz, Argentina, 1960. 9. LEVITT, B.P. Química Física Práctica de Findlay. Ed. Reverté. Barcelona, España, 1989.

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO.


CRONOGRAMA DE LA MATERIA: QUÍMICA INORGÁNICA , QUE CURSARÁN LOS ALUMNOS DE SEGUNDO SEMESTRE DE INGENIERÍA QUÍMICA , HORAS/SEMANA : 4 (4 TEÓRICAS) CRÉDITOS : 8 CLAVE: 1225 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA, SECCIÓN QUÌMICA INORGÁNICA CAMPO: BÁSICO . CARÁCTER: OBLIGATORIO . MODALIDAD: CURSO . ASIGNATURA PRECEDENTE: ESTRUCTURA DE LA MATERIA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA.

INTRODUCCIÓN.

DESDE LA ÉPOCA DE LA ALQUIMIA, LOS CIENTÍFICOS SE HAN PREOCUPADO POR COMPRENDER LA NATURALEZA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS. ANTOINE LAVOISIER LOGRÓ UN NOTABLE AVANCE AL EXPLICAR LA COMBINACIÓN DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS EN PROPORCIONES DEFINIDAS. EN EL SIGLO XIX, DIMITRI MENDELEIEV PUDO IDENTIFICAR LA PERIODICIDAD DE LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS ELEMENTOS, LAS CUALES ESTÁN RELACIONADAS DIRECTAMENTE CON LAS CONFIGURACIONES ELECTRÓNICAS DE LOS ÁTOMOS. EN LA ACTUALIDAD, CON LAS MODERNAS TEORÍAS DE ENLACE-VALENCIA Y DE ORBITALES MOLECULARES DE ENLACE, HA SIDO POSIBLE EXPLICAR CORRECTAMENTE LA INFLUENCIA DE LA ESTRUCTURA ELECTRÓNICA DE LOS ÁTOMOS SOBRE LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS ELEMENTOS, TALES COMO EL ESTADO FÍSICO NATURAL, LA PROGRESIÓN DE LOS PUNTOS DE FUSIÓN Y EBULLICIÓN Y DE LA ENERGÍA DE IONIZACIÓN, LA ELECTRONEGATIVIDAD, LA REACTIVIDAD QUÍMICA, ETCÉTERA. ASÍ MISMO, HA SIDO POSIBLE PREDECIR LA NATURALEZA DE LOS ENLACES QUE SE FORMAN AL REACCIONAR 2 ELEMENTOS Y LA FORMA GEOMÉTRICA DE LAS MOLÉCULAS RESULTANTES. ES IMPORTANTE ADQUIRIR UN CONOCIMIENTO MONOGRÁFICO A CERCA DE LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS ELEMENTOS, PERO ES MEJOR SI SE LOGRA RELACIONAR DICHAS PROPIEDADES CON EL CONCEPTO DE PERIODICIDAD, BASÁNDOSE EN LA CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA DE LOS ÁTOMOS. TAMBIÉN ES MUY IMPORTANTE COMPRENDER LA NATURALEZA Y DISPOSICIÓN GEOMÉTRICA DE LOS ENLACES QUÍMICOS PARA EXPLICAR DESDE EL PUNTO DE VISTA ESTEREOQUÍMICO LAS PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS PRODUCIDAS POR UNA REACCIÓN QUÍMICA. ESTE CURSO DE QUÍMICA INORGÁNICA PRETENDE PROPORCIONAR AL ESTUDIANTE LOS CONCEPTOS BÁSICOS FORMATIVOS QUE LE PERMITAN PREDECIR LAS PROPIEDADES DE LOS PRODUCTOS DE REACCIONES QUÍMICAS EN BASE A LAS ESTRUCTURAS ELECTRÓNICAS DE LOS ELEMENTOS REACCIONANTES, BAJO LA ÓPTICA DE LAS PROPIEDADES PERIÓDICAS DE ESTOS ÚLTIMOS.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO. AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: UTILIZAR LOS MODELOS TEÓRICOS DE LA QUÍMICA INORGÁNICA MODERNA PARA EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS MÁS

RELEVANTES DE LOS ENLACES QUÍMICOS, RELACIONANDO DICHAS CARACTERÍSTICAS CON LA ESTRUCTURA GEOMÉTRICA, SOLUBILIDAD Y REACTIVIDAD DE LOS DIFERENTES TIPOS DE SUSTANCIAS, PARA POSTERIORMENTE EXTENDER EL CONCEPTO DE ENLACE QUÍMICO A LA EXPLICACIÓN DE LAS INTERACCIONES MOLECULARES Y LAS CARACTERÍSTICAS DE ACIDEZ Y BASICIDAD DE LAS SUSTANCIAS QUÍMICAS, EN BASE A LA EXISTENCIA DE PROTONES O PARES DE ELECTRONES LIBRES Y EL ENTORNO QUÍMICO. CONCEPTOS QUE LE SERVIRÁN PARA FINALMENTE EXPLICAR LAS PROPIEDADES PERIÓDICAS DE LOS ELEMENTOS Y PREDECIR SU COMPORTAMIENTO QUÍMICO EN FUNCIÓN DE SU UBICACIÓN FORMANDO PARTE DE LOS DIFERENTES GRUPOS DE LA TABLA PERIÓDICA.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS: EL CURSO ESTÁ CONSTITUIDO POR LAS SIGUIENTES UNIDADES, AL FINAL DE ELLAS EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: UNIDAD I. ENLACES COVALENTES. EXPLICAR EN BASE A LAS DIFERENTES TEORÍAS, LA ESTRUCTURA Y RESONANCIA DE LOS ENLACES COVALENTES, CON LA FINALIDAD DE PODER PREDECIR PROPIEDADES QUÍMICAS Y FISICOQUÍMICAS DE LAS SUSTANCIAS EN LAS QUE DOMINA EL CARÁCTER COVALENTE EN SUS ENLACES, EXPLICANDO POR EJEMPLO, SU SOLUBILIDAD, SUS PROPIEDADES MAGNÉTICAS, SU POLARIDAD, PUNTOS DE FUSIÓN Y EBULLICIÓN, EL ARREGLO ESPACIAL DE LAS MOLÉCULAS, ETC. UNIDAD II. ENLACES IÓNICOS. EXPLICAR EN BASE A LAS INTERACCIONES ELÉCTRICAS, LA ESTRUCTURA DE LOS ENLACES IÓNICOS, CON LA FINALIDAD DE PODER PREDECIR PROPIEDADES QUÍMICAS Y FISICOQUÍMICAS DE LAS SUSTANCIAS EN LAS QUE DOMINA EL CARÁCTER IÓNICO EN SUS ENLACES, EXPLICANDO POR EJEMPLO, SU ESTRUCTURA CRISTALINA, SU SOLUBILIDAD, SUS PUNTOS DE FUSIÓN Y EBULLICIÓN, ETC. UNIDAD III. ENLACES DE HIDRÓGENO. EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS E IMPORTANCIA DE LOS ENLACES DE HIDRÓGENO INTRA E INTERMOLECULARES, Y PREDECIR ALGUNAS PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS QUÍMICAS QUE LOS PRESENTAN, TALES COMO SOLUBILIDAD, ESTRUCTURA CRISTALINA Y ALGUNOS OTROS EFECTOS . UNIDAD IV. ÁCIDEZ Y BASICIDAD. EXPLICAR LAS PROPIEDADES DE ACIDEZ Y BASICIDAD DE LAS ESPECIES QUÍMICAS EN BASE A LAS TEORÍAS DE LA QUÍMICA INORGÁNICA QUE RELACIONAN DICHAS PROPIEDADES CON LAS AFINIDADES PROTÓNICAS O LA EXISTENCIA DE PARES DE ELECTRONES LIBRES EN LAS MOLÉCULAS, ADEMÁS DE UTILIZAR LOS CRITERIOS DE ACIDEZ Y BASICIDAD PARA EXPLICAR ALGUNOS FENÓMENOS TALES COMO SOLVATACIÓN, PRECIPITACIONES BÁSICAS, SOLVÓLISIS, ETC. UNIDAD VI. PERIODICIDAD Y LA TABLA PERIÓDICA. EXPLICAR LAS PROPIEDADES DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS EN FUNCIÓN DE SU UBICACIÓN VERTICAL Y HORIZONTAL DENTRO DE LA TABLA PERIÓDICA. PROPIEDADES TALES COMO REACTIVIDAD, PUNTO DE FUSIÓN Y EBULLICIÓN, ENERGÍAS DE IONIZACIÓN, ELECTRONEGATIVIDAD, ACIDEZ, BASICIDAD, MASAS ATÓMICAS, CONFIGURACIONES ELECTRÓNICAS, ETC.

UNIDAD VI. LOS HALÓGENOS. EXPLICAR LAS PROPIEDADES, COMPORTAMIENTO Y USOS DE LOS HALÓGENOS, RELACIONANDO SUS PROPIEDADES CON SU UBICACIÓN EN LA TABLA PERIÓDICA. UNIDAD VII. COMPUESTOS DEFICIENTES DE ELECTRONES. EXPLICAR LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE COMPUESTOS EN LOS CUALES EL NÚMERO DE ORBITALES DE BAJA ENERGÍA EXCEDE AL NÚMERO DE ELECTRONES DE VALENCIA. UNIDAD VIII. QUÍMICA Y TENDENCIAS PERIÓDICAS DE LOS ELEMENTOS METÁLICOS. EXPLICAR LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS ELEMENTOS METÁLICOS EN FUNCIÓN DE SUS CONFIGURACIONES ELECTRÓNICAS Y SU UBICACIÓN EN LA TABLA PERIÓDICA. UNIDAD IX. PROPIEDADES PERIÓDICAS DE LOS ELEMENTOS NO METÁLICOS. EXPLICAR LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS ELEMENTOS NO METÁLICOS EN FUNCIÓN DE SUS CONFIGURACIONES ELECTRÓNICAS Y SU UBICACIÓN EN LA TABLA PERIÓDICA. P R O G R A M A : No. de sesión



1 UNIDAD I. ENLACES COVALENTES. 1.1 INTERPRETACIÓN SIMPLE DE LOS ENLACES COVALENTES. 1.2 COVALENCIA COORDINADA O ENLACE COORDINADO. 1.3 RESONANCIA. 1.4 TRATAMIENTO TEÓRICO UNIÓN VALENCIA DE ENLACE COVALENTE.

1.4.1 TEORÍA HEITLER-LONDON 1.4.2 TEORÍA PAULING-SLAUTER O DEL ENLACE DE VALENCIA 1.4.3 ENLACES MÚLTIPLES.

EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LOS ENLACES COVALENTES SIMPLES Y COORDINADOS Y DETERMINAR EN BASE A LA ELECTRONEGATIVIDAD DE LOS ÁTOMOS INVOLUCRADOS EL TIPO DE ENLACE COVALENTE QUE CORRESPONDE. ESCRIBIR ESTRUCTURAS RESONANTES DE DIFERENTES MOLÉCULAS Y

RELACIONARLAS CON LAS PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS COMPUESTOS. EXPLICAR LAS TEORÍAS DE UNIÓN VALENCIA DE LOS ENLACES

COVALENTES.

2 1.5 FORMAS DE LAS MOLÉCULAS SIMPLES DE HIBRIDACIÓN. 1.6 EL PRINCIPIO DE EXCLUSIÓN DE PAULI Y LA PREDICCIÓN DE LAS

FORMAS DE LAS MOLÉCULAS.

ESCRIBIR LOS HÍBRIDOS DE RESONANCIA DE MOLÉCULAS SIMPLES Y RELACIONAR DICHAS ESTRUCTURAS CON SUS PROPIEDADES QUÍMICAS. EXPLICAR EL PRINCIPIO DE EXCLUSIÓN DE PAULI Y UTILIZARLO PARA

PREDECIR LA FORMA GEOMÉTRICA DE LAS MOLÉCULAS.

3 1.7 APROXIMACIONES. 1.7.1 REPRESENTACIÓN DEL ENLACE EN MOLÉCULAS

PARAMAGNÉTICAS. 1.7.2 REPRESENTACIÓN DE ESTRUCTURAS SIMPLES ADECUADAS.

OTRAS APLICACIONES. 1.8 TEORÍA ORBITAL MOLECULAR (TEORÍA DE HUND-MILLIKAN).

1.8.1 MOLÉCULAS LINEALES. 1.8.2 MOLÉCULAS PLANAS.

• CONSTRUIR EN BASE A LA TEORÍA ORBITAL MOLECULAR, LAS ESTRUCTURAS ELECTRÓNICAS DE ÁTOMOS Y MOLÉCULAS, ESPECIFICANDO SI UNA SUSTANCIA QUÍMICA CONTIENE ELECTRONES APAREADOS Y DESAPAREADOS, Y A PARTIR DE DICHAS CONFIGURACIONES EXPLICAR LAS PROPIEDADES MAGNÉTICAS DE LA MATERIA, ASÍ COMO SU FORMA GEOMÉTRICA.

4 1.9 ELECTRONEGATIVIDAD. 1.9.1 CARACTERÍSTICAS PARCIALMENTE IÓNICAS EN COMPUESTOS

COVALENTES. 1.9.2 REGLA DE FAJAN PARA PREDICCIÓN DEL CARÁCTER NO POLAR

RELATIVO 1.10 INTERACCIONES DÉBILES EN ENLACES COVALENTES.

1.10.1 INTERACCIÓN DIPOLO INSTANTÁNEO-DIPOLO INDUCIDO. 1.10.2 INTERACCIONES IÓN-DIPOLO INDUCIDO Y DIPOLO-DIPOLO

INDUCIDO. 1.10.3 INTERACCIONES IÓN-DIPOLO Y DIPOLO-DIPOLO

1.11 RADIO ATÓMICO EN COMPUESTOS COVALENTES. 1.11.1 RADIO DE VAN DER WAALS.

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE ELECTRONEGATIVIDAD Y DETERMINAR LA POLARIDAD DE ENLACES Y MOLÉCULAS EN FUNCIÓN DE LAS ELECTRONEGATIVIDADES DE LOS ÁTOMOS INVOLUCRADOS.

• EXPLICAR LA FENOMENOLOGÍA DE LAS INTERACCIONES DÉBILES EN ENLACES COVALENTES.

• EXPLICAR LAS INTERACCIONES INTERMOLECULARES ENTRE DIFERENTES MOLÉCULAS EN FUNCIÓN DE LA POLARIDAD DE LOS ENLACES QUÍMICOS EN CADA UNA DE ELLAS.

• CALCULAR EL RADIO ATÓMICO EN COMPUESTOS COVALENTES Y LA LONGITUD DE ENLACE.

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE EMPAQUETAMIENTO MOLECULAR Y CALCULAR EL RADIO DE VAN DER WAALS.

5 UNIDAD II. ENLACES IÓNICOS. 2.1 ESTRUCTURAS COMUNES DE LOS CRISTALES IÓNICOS. 2.2 ALGUNAS PROPIEDADES CARACTERÍSTICAS DE LAS SUSTANCIAS CON

ENLACES IÓNICOS.

EXPLICAR EN BASE A LOS FUNDAMENTOS DE LAS INTERACCIONES ELÉCTRICAS, LAS CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES DE LOS ENLACES IÓNICOS Y LA FORMA GEOMÉTRICA DE LAS ESTRUCTURAS CRISTALINAS., ASÍ COMO LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS COMPUESTOS IÓNICOS.

6 2.3 RADIO IÓNICO: 2.3.1 RADIO UNIVALENTE DE PAULING 2.3.2 RADIO CRISTALINO DE PAULING

2.4 EFECTOS DE LA PROPORCIÓN ENTRE RADIOS.

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE RADIO IÓNICO Y UTILIZAR LOS MODELOS MATEMÁTICOS ADECUADOS PARA CALCULARLO.

• EXPLICAR LOS EFECTOS FÍSICOS Y QUÍMICOS DE LA RELACIÓN DE PROPORCIONALIDAD ENTRE LOS RADIOS UNIVALENTE Y CRISTALINO DE PAULING .

7 2.5 ENERGÍA DE CRISTALIZACIÓN. 2.5.1 EL CICLO DE BORN-HABER. 2.5.2 COMPUESTOS OXIGENADOS DE LOS METALES ALCALINOS.

2.6 DESVIACIONES DE LAS ESTRUCTURAS IÓNICAS SIMPLES. 2.7 ESTRUCTURAS DISCONTINUAS

• UTILIZAR EL CICLO DE BORN-HABER PARA CALCULAR ENERGÍAS DE FORMACIÓN DE SUSTANCIAS IÓNICAS, ENERGÍAS DE IONIZACIÓN Y ESTABLECER LOS CRITERIOS DE ESTABILIDAD DE LOS IONES.

• EXPLICAR PORQUE SE PRESENTAN DEFORMACIONES EN LAS ESTRUCTURAS CRISTALINAS SIMPLES DE COMPUESTOS IÓNICOS.

8 2.8 SOLUBILIDAD DE SUSTANCIAS CON ENLACES IÓNICOS. 2.9 CRISTALES IÓNICOS COMPLEJOS.

2.9.1 REGLA DE PAULING. 2.9.2 ESTRUCTURA DE SILICATOS.

2.10 SILICATOS

• EXPLICAR Y PREDECIR MEDIANTE CÁLCULOS, LA SOLUBILIDAD DE SUSTANCIAS IÓNICAS.

• EXPLICAR LA ESTRUCTURA DE CRISTALES IÓNICOS COMPLEJOS Y UTILIZAR LA REGLA DE PAULING PARA PREDECIR SUS PROPIEDADES.

9 UNIDAD III. ENLACES DE HIDRÓGENO 3.1 INFLUENCIA DEL ENLACE DE HIDRÓGENO EN EL PROCESO DE

VAPORIZACIÓN DE LÍQUIDOS PUROS. 3.2 ENERGÍAS DE LOS ENLACES DE HIDRÓGENO FORMADOS ENTRE

MOLÉCULAS. 3.3 ALGUNOS ENLACES DE HIDRÓGENO DÉBILES QUE INVOLUCRAN

HIDRÓGENOS METÍLICOS.

EXPLICAR EL CONCEPTO DE ENLACE O PUENTE DE HIDRÓGENO Y RELACIONARLO CON LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LAS SUSTANCIAS QUE LOS PRESENTAN.

10 3.4 COMPORTAMIENTO AZEOTRÓPICO. 3.5 SOLUBILIDAD 3.6 ENLACES DE HIDRÓGENO INTRAMOLECULARES.

EXPLICAR EL COMPORTAMIENTO FISICOQUÍMICO DE LOS AZEÓTROPOS REALIZAR CÁLCULOS DE SOLUBILIDAD DE SUSTANCIAS QUE EXHIBEN

PUENTES DE HIDRÓGENO. EXPLICAR LA MANERA EN QUE SE CONFORMAN LOS PUENTES DE

HIDRÓGENO INTRAMOLECULARES Y LAS CONSECUENCIAS FÍSICAS Y QUÍMICAS EN LAS SUSTANCIAS EN LAS QUE SE HACEN PRESENTES.

11 3.7 CONSTANTE DIELÉCTRICA. 3.8 ESPECTRO INFRARROJO. 3.9 ESTRUCTURA CRISTALINA.

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE CONSTANTE DIELÉCTRICA Y CALCULAR DICHA PROPIEDAD FÍSICA EN SUSTANCIAS QUE EXHIBEN PUENTES DE HIDRÓGENO.

• EXPLICAR EL ESPECTRO INFRARROJO Y LA ESTRUCTURA CRISTALINA DE SUSTANCIAS CON PUENTES DE HIDRÓGENO.

12 3.10 TEORÍAS A CERCA DEL ENLACE DE HIDRÓGENO. 3.10.1 REPULSIÓN Y DISPERSIÓN. 3.10.2 TEORÍA ELECTROSTÁTICA. 3.10.3 TEORÍA DE DESLOCALIZACIÓN.

3.11 INTERACCIÓN MOLÉCULA-IÓN 3.12 INTERACCIÓN MOLÉCULA-CATIÓN.

• EXPLICAR LOS ARGUMENTOS QUE PROPONEN LAS TEORÍAS ACTUALES QUE DESCRIBEN LAS PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE LOS ENLACES INTERMOLECULARES DENOMINADOS PUENTES DE HIDRÓGENO.

13 UNIDAD IV. ACIDEZ Y BASICIDAD 4.1 RESEÑA HISTÓRICA. 4.2 ÁCIDOS PROTÓNICOS.

4.2.1 AFINIDADES DEL PROTÓN. 4.2.2 ESCALA HAMMET 4.2.3 COMPORTAMIENTO ÁCIDO DE HIDRUROS BINARIOS. 4.2.4 AGENTES DE COSOLVATACIÓN 4.2.5 OXIÁCIDOS

• EXPLICAR CRONOLÓGICAMENTE LOS AVANCES QUE SE HAN IDO LOGRANDO EN LA DECRIPCIÓN DE LAS PROPIEDADES DE ACIDEZ Y BASICIDAD DE LAS SUSTANCIAS QUÍMICAS.

• EXPLICAR EL CRITERIO DE ACIDEZ Y BASICIDAD DE BROWNSTED-LOWRY EN TÉRMINOS DE LA PÉRDIDA O GANANCIA DE PROTONES.

• UTILIZAR LA ESCALA DE HAMMET PARA CLASIFICAR ÁCIDOS Y BASES EN FUNCIÓN DE SU FUERZA.

• EXPLICAR EL COMPORTAMIENTO FÍSICO Y QUÍMICO DE HIDRUROS BINARIOS Y OXIÁCIDOS, ASÍ COMO EL FENÓMENO DE SOLVATACIÓN, EN FUNCIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS DE ACIDEZ PROTÓNICA DE LAS SUSTANCIAS INVOLUCRADAS.

14 4.2.6 ÁCIDOS ORGÁNICOS 4.2.6.1 ÁCIDO ACÉTICO Y EL EFECTO INDUCTIVO. 4.2.6.2 ÁCIDOS AROMÁTICOS Y EL EFECTO DE RESONANCIA.

4.2.7 HIDRÓLISIS 4.2.8 PRECIPITACIONES BÁSICAS 4.2.9 ÓXIDOS ANFOTÉRICOS.

• EXPLICAR EL COMPORTAMIENTO QUÍMICO DE LOS ÁCIDOS ORGÁNICOS, INCLUYENDO LOS EFECTOS INDUCTIVOS DEL ENTORNO QUÍMICO INTRAMOLECULAR EN COMPUESTOS ALIFÁTICOS Y AROMÁTICOS, ADEMÁS DE LOS EFECTOS DE RESONANCIA EN LOS ÁCIDOS AROMÁTICOS.

• EXPLICAR EL MECANISMO E IMPORTANCIA PRÁCTICA DE LA HIDRÓLISIS ÁCIDA Y DE LAS PRECIPITACIONES BÁSICAS.

• EXPLICAR EL COMPORTAMIENTO DE SUSTANCIAS ANFOTÉRICAS DESDE EL PUNTO DE VISTA DE LAS TEORÍAS DE ACIDEZ PROTÓNICA.

15 4.3 CONCEPTOS NO PROTÓNICOS DE REACCIONES ÁCIDO-BASE. 4.3.1 CONCEPTO LUX. 4.3.2 TEORÍA DEL SOLVENTE ION DE ÁCIDOS Y BASES

1) AMONIACO LÍQUIDO 2) TRIFLUORURO DE BROMO 3) ÁCIDO ACÉTICO, COMO SOLVENTES.

4.3.3 ÁCIDOS Y BASES DE LEWIS. 4.4 REACCIONES SOLVOLÍTICAS.

4.4.1 HIDRÓLISIS 4.4.2 SÍNTESIS DE COMPUESTOS DEUTERADOS 4.4.3 ALCOHOLISIS.

• EXPLICAR LOS FUNDAMENTOS Y CONSIDERACIONES TEÓRICAS FUNDAMENTALES DE LAS TEORÍAS DE ACIDEZ NO PROTÓNICAS, EN PARTICULAR, LA TEORÍA DE LEWIS QUE TOMA EN CUENTA LA EXISTENCIA DE PARES DE ELECTRONES LIBRES COMO CRITERIO DE CLASIFICACIÓN Y ESTIMACIÓN DE LA FUERZA DE ÁCIDOS Y BASES.

• A PARTIR DEL CONCEPTO DE ÁCIDOS Y BASES DE LEWIS, EXPLICAR LOS MECANISMOS DE LAS REACCIONES SOLVOLÍTICAS.

16 4.5 COMPUESTOS DE COORDINACIÓN. 4.5.1 ESTEREOQUÍMICA DE COMPUESTOS DE COORDINACIÓN. ESTRUCTURAS

HEXAÉDRICAS, BIPIRAMIDALES, ETC. 4.5.2 COMPLEJOS MULTIDENTADOS 4.5.3 REACTIVIDAD DE COMPUESTOS DE COORDINACIÓN. 4.5.4 ENLACES Y ESPECTROS DE COMPUESTOS DE COORDINACIÓN.

EN BASE A LA EXISTENCIA DE PARES DE ELECTRONES LIBRES EN ALGUNOS ELEMENTOS METÁLICOS, EXPLICAR Y PREDECIR LA ESTEREOQUÍMICA Y REACTIVIDAD DE LOS COMPUESTOS DE COORDINACIÓN QUE FORMAN.

17 UNIDAD V. PERIODICIDAD Y LA TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS 5.1 CRONOLOGÍA. 5.2 LA TABLA PERIÓDICA DE MENDELIEV. 5.3 GRUPOS, NIVELES Y FAMILIAS.

EXPLICAR LA FORMA EN QUE SE ORDENAN LOS ELEMENTOS QUÍMICOS EN LA TABLA PERIÓDICA, EN FUNCIÓN DE SUS CONFIGURACIONES ELECTRÓNICAS Y PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS .

18 5.4 CONFIGURACIONES ELECTRÓNICAS. 5.5 PREDICCIÓN DE PROPIEDADES PERIÓDICAS DE LOS ELEMENTOS

PREDECIR PROPIEDADES DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS TALES COMO ELECTRONEGATIVIDAD, PUNTOS DE FUSIÓN Y EBULLICIÓN, REACTIVIDAD, CONFIGURACIONES ELECTRÓNICAS, ETC. EN FUNCIÓN DE SU UBICACIÓN EN LA TABLA PERIÓDICA.

19 UNIDAD VI. LOS HALÓGENOS 6.1 ESTADO NATURAL 6.2 PREPARACIÓN DE LOS HALÓGENOS 6.3 HALUROS DE HIDRÓGENO.

• EN BASE A LA UBICACIÓN VERTICAL DE LOS ELEMENTOS DEL GRUPO VII-A DE LA TABLA PERIÓDICA, PREDECIR EL ESTADO NATURAL Y ALGUNAS DE LAS PROPIEDADES DE LOS HALÓGENOS. EXPLICAR LOS MÉTODOS DE PREPARACIÓN Y LAS CARACTERÍSTICAS DE SUS COMPUESTOS CON HIDRÓGENO EN FASE GASEOSA.

20 6.4 REACCIONES DE LOS HALÓGENOS. 6.4.1 HALUROS METÁLICOS. 6.4.2 COMPUESTOS BINARIOS DE HALÓGENOS Y NO METALES. 6.4.3 ENLACES COVALENTES EN HALUROS NO METÁLICOS. 6.4.4 PREPARACIÓN DE HALUROS NO METÁLICOS 6.4.5 VOLATILIDAD Y ESTADO FÍSICO.

• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS COMPUESTOS QUE FORMAN LOS HALÓGENOS CON ELEMENTOS METÁLICOS Y NO METÁLICOS, SU POLARIDAD, ESTADO FÍSICO, TIPOS DE ENLACE, PROPIEDADES Y USOS.

21 6.4.6 REACCIONES DE HALUROS NO METÁLICOS. 6.4.7 AGENTES HALOGENANTES. 6.4.8 REACCIONES ÁCIDO-BASE GENERALIZADAS 6.4.9 COMPUESTOS DE LOS GASES RAROS 6.4.10 PSEUDOHALÓGENOS 6.4.11 OXIÁCIDOS Y OXIANIONES DE LOS HALÓGENOS.

• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS COMPUESTOS QUE FORMAN LOS HALÓGENOS CON ELEMENTOS NO METÁLICOS Y GASES RAROS, SU POLARIDAD, ESTADO FÍSICO, TIPOS DE ENLACE, MECANISMOS DE REACCIÓN, PROPIEDADES Y USOS.

22 UNIDAD VII. COMPUESTOS DEFICIENTES DE ELECTRONES. 7.1 HIDRUROS DE BORO

7.1.1 ESTRUCTURA Y PROPIEDADES. 7.1.2 ECUACIONES DE BALANCE 7.1.3 TRATAMIENTO ORBITAL MOLECULAR DE HIDRUROS DE

BORO. 7.1.4 HIPERCONJUGACIÓN.

7.2 OTRAS MOLÉCULAS DEFICIENTES DE ELECTRONES.

• UTILIZAR LA TERORÍA ORBITAL MOLECULAR PARA EXPLICAR LA ESTEREOQUÍMICA DE LOS HIDRUROS DE BORO, COMPUESTOS EN LOS CUALES EL NÚMERO DE ORBITALES DE BAJA ENERGÍA EXCEDEN AL NÚMERO DE ELECTRONES DE VALENCIA.

23 7.3 REACCIONES DE HIDRUROS DE BORO Y RELACIÓN CON SU ESTRUCTURA. 7.3.1 FORMACIÓN DE HIDRUROS. 7.3.2 REACCIONES DE DIBORANO 7.3.3 REACCIONES DE HIDRURO DE BORO MAYORES. 7.3.4 NOMENCLATURA Y CARBORANOS.

• EXPLICAR EN BASE A LA ESTEREOQUÍMICA DE LOS HIDRUROS DE BORO, SU REACTIVIDAD Y MECANISMOS DE REACCIÓN.

24 7.4 BOROHIDRUROS DE LITIO Y ALUMNINIO. 7.4.1 SÍNTESIS 7.4.2 REACCIONES DE BOROHIDRUROS. 7.4.3 REACCIONES DE BOROHIDRURO DE LITIO Y ALUMINIO

7.5 LOS BORUROS.

• EXPLICAR LOS MECANISMO DE REACCIÓN Y PROCEDIMIENTOS DE PREPARACIÓN DE BOROHIDRUROS DE LITIO Y ALUMINIO. ESPECIFICAR SUS PROPIEDADES Y SU ESTEREOQUÍMICA.

25 UNIDAD VIII. QUÍMICA Y TENDENCIAS PERIÓDICAS DE LOS ELEMENTOS METÁLICOS. 8.1 ESTRUCTURA CRISTALINA DE LOS METALES. HIBRIDACIÓN. 8.2 TEORÍA DE LAS BANDAS DE METALES. 8.3 COMPUESTOS INTERMETÁLICOS. 8.4 COMPUESTOS INTERSTICIALES ENTRE LOS METALES. 8.5 RELACIÓN PERIÓDICA ENTRE LOS METALES.

• EXPLICAR LAS TENDENCIAS PERIÓDICAS DE LAS PROPIEADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS ELEMENTOS METÁLICOS, TALES COMO SU ESTRUCTURA CRISTALINA, CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA, ELECTRONEGATIVIDAD, MASA Y NÚMERO ATÓMICO, FORMACIÓN DE COMPUESTOS INTERMETÁLICOS, PUNTOS DE FUSIÓN, ETC.

26 8.6 GRUPO I-A: METALES ALCALINOS 8.6.1 OBTENCIÓN Y ESTABILIZACIÓN DE METALES ALCALINOS. 8.6.2 SOLUCIONES DE METALES ALCALINOS EN AMONIACO. 8.6.3 RELACIONES DIAGONAL EN LA TABLA PERIÓDICA. EL

COMPORTAMIENTO ANÓMALO DEL LITIO. 8.6.4 COMPUESTOS DE METALES ALCALINOS. 8.6.5 FRANCIO

8.7 GRUPO II-A. METALES ALCALINOTÉRREOS. 8.7.1 OBTENCIÓN Y ESTABILIZACIÓN DE LOS METALES

ALCALINOTÉRRREOS. 8.7.2 COMPORTAMIENTO ANÓMALO DEL BERILIO 8.7.3 COMPUESTOS DE METALES ALCALINOTÉRREOS. 8.7.4 ALQUIL-MAGNESIO

• EXPLICAR LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS METALES ALCALINOS Y ALCALINOTÉRREOS EN FUNCIÓN DE SU UBICACIÓN VERTICAL DENTRO DE SUS RESPECTIVOS GRUPOS EN LA TABLA PERIÓDICA. ADEMÁS DESCRIBIR LAS FORMAS DE OBTENCIÓN Y USO DE DICHOS METALES.

27 8.8 GRUPO I-B: METALES ACUÑABLES. 8.8.1 OBTENCIÓN DE LOS METALES DEL GRUPO I-B 8.8.2 COMPUESTOS DE LOS METALES ACUÑABLES.

8.9 GRUPO II-B: SUBGRUPO DEL ZINC 8.9.1 PREPARACIÓN DE LOS METALES DEL GRUPO II-B 8.9.2 COMPUESTOS DE LOS METALES DEL GRUPO II-B.

8.10 GRUPO III-A: LANTÁNIDOS Y ACTÍNIDOS. 8.10.1 METALES DE LAS TIERRAS RARAS 8.10.2 METALES ACTÍNIDOS.

8.11 TENDENCIAS ENTRE LOS METALES DE TRANSICIÓN.

• EXPLICAR LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS METALES ACUÑABLES Y DE ,LOS ELEMENTOS DEL GRUPO DEL ZINC EN FUNCIÓN DE SU UBICACIÓN VERTICAL DENTRO DE SUS RESPECTIVOS GRUPOS EN LA TABLA PERIÓDICA, ADEMÁS, DESCRIBIR LAS FORMAS DE OBTENCIÓN Y USO DE DICHOS ELEMENTOS.

• EXPLICAR LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS LANTÁNIDOS Y ACTÍNIDOS EN FUNCIÓN DE SU UBICACIÓN HORIZONTAL EN LA TABLA PERIÓDICA. ADEMÁS DESCRIBIR LAS FORMAS DE OBTENCIÓN Y USO DE DICHOS ELEMENTOS.

• EXPLICAR LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS METALES DE TRANSICIÓN EN FUNCIÓN DE SU UBICACIÓN VERTICAL Y HORIZONTAL DENTRO EN LA TABLA PERIÓDICA. ADEMÁS DESCRIBIR LAS FORMAS DE OBTENCIÓN Y USO DE DICHOS METALES.

28 • PROPIEDADES PERIÓDICAS DE LOS ELEMENTOS NO METÁLICOS. 9.1 GRUPO IV-A 9.2 GRUPO V-A

• EXPLICAR LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS ELEMENTOS NO METÁLICOS DE LOS GRUPOS IV-A Y V-A EN FUNCIÓN DE SU UBICACIÓN VERTICAL DENTRO DE SUS RESPECTIVOS GRUPOS EN LA TABLA PERIÓDICA. ADEMÁS DESCRIBIR LAS FORMAS DE OBTENCIÓN Y USO DE DICHOS ELEMENTOS.

29 9.3 GRUPO VI-A. 9.4 GRUPO VIII.

• EXPLICAR LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS ELEMENTOS NO METÁLICOS DE LOS GRUPOS VI-A Y VIII EN FUNCIÓN DE SU UBICACIÓN VERTICAL DENTRO DE SUS RESPECTIVOS GRUPOS EN LA TABLA PERIÓDICA. ADEMÁS DESCRIBIR LAS FORMAS DE OBTENCIÓN Y USO DE DICHOS ELEMENTOS.

30 • 31 • 32 • METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA:

EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN DE LOS TEMAS DEL CURSO EJERCICIOS ASESORADOS DURANTE LA CLASE. RESOLUCIÓN DE SERIES DE PROBLEMAS. RESOLUCIÓN DE CUESTIONARIOS.

EVALUACIÓN: SE RECOMIENDAN 3 EXÁMENES PARCIALES REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: ESTRUCTURA DE LA MATERIA. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: PROFESIONALES DEL ÁREA DE LA QUÍMICA.

BIBLIOGRAFÍA

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: RAYNER-CANHAM, GEOFF. QUÍMICA INORGÁNICA DESCRIPTIVA. PRENTICE HALL. MÉXICO, 2000 SPENCER, JAMES N. ; GEORGE, M. BONDER & LYMAN, RICHARD. QUÍMICA. ESTRUCTURA Y DINÁMICA. CECSA. MÉXICO, 2001 BERNARD, MAURICE. QUÍMICA INORGÁNICA. CECSA. MÉXICO, 2000 UMLAND & BELLAMA. QUÍMICA GENERAL. THOMSON EDITORES. MÉXICO, 2000 HEIN & ARENA. FUNDAMENTOS DE QUÍMICA. THOMSON EDITORES. MÉXICO, 2000 MANKU, G.S. PRINCIPIOS DE QUÍMICA INORGÁNICA. McGRAW-HILL. MÉXICO, 1989. COTTON, F.A y WILKINSON. QUÍMICA INORGÁNICA AVANZADA. EDITORIAL LIMUSA. MÉXICO, 1986 GRAY, H.B. y HAIGHT, G.P. PRINCIPIOS BÁSICOS DE QUÍMICA. ED. REVERTÉ, BARCELONA, ESPAÑA, 1978 HUHEEY, JAMES E. QUÍMICA INORGÁNICA. PRINCIPIOS DE ESTRUCTURA Y REACTIVIDAD. SEGUNDA EDICIÓN. HARLA. MÉXICO, 1991 DOUGLAS, B; McDANIEL, D.H; ALEXANDER, J. PROBLEMAS DE QUÍMICA INORGÁNICA RESUELTOS. ED. PARANINFO. MADRID, ESPAÑA, 1991 CHRISTY, R.W. ESTRUCTURA DE LA MATERIA. ED. REVERTÉ. BARCELONA, ESPAÑA, 1991. BROWN, THEODORE; LE MAY, EUGENE H. & BURSTEN, BRUCE E. QUÍMICA, LA CIENCIA CENTRAL. PRENTICE HALL HISPANOAMERICANA, MÉXICO, 1999 PETRUCCI, RALPH H. & HARDWOOD, WILLIAM S. QUÍMICA GENERAL, PRINCIPIOS Y APLICACIONES. PRENTICE HALL HISPANOAMERICANA. MÉXICO, 1999 MASTERTON W.L.; SLOWINSKI, E.J. y STANISKI, C.L. QUÍMICA GENERAL SUPERIOR, 5a EDICIÓN. NUEVA EDITORIAL INTERAMERICANA. MÉXICO, 1986 WOOD, J.H.; KEENAN, Ch. W. Y BULL, W.E. QUÍMICA GENERAL. HARLA. MÉXICO, 1994. BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: SIABAUG, W.H. y PARSONS, T.D. QUÍMICA GENERAL. LIMUSA. MÉXICO, 1987. DILLARD, C.R. y GOLDBERG, D.E. QUÍMICA GENERAL LIMUSA. MÉXICO, 1987 DOUGLAS, B.C. y McDANIEL D.H. CONCEPTS AND MODELS OF INORGANIC CHEMISTRY. BLAISDELL PUBLISHING CO. USA, 1965. SHERMAN, A; SHERMAN, S. J. y RUSSIKOFF, L. CONCEPTOS BÁSICOS DE QUÍMICA. CECSA. MÉXICO, 1999.


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: EQUILIBRIO QUÍMICO DEL SEGUNDO SEMESTRE DE LA CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 6 (4 TEÓRICAS/2 PRÁCTICAS –LABORATORIO-) CRÉDITOS : 10 CLAVE:1221 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE CIENCIAS QUÍMICAS. SECCIÓN FISICOQUÍMICA. CAMPO : BÁSICO MODALIDAD: CURSO TEÓRICO-PRÁCTICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA ASIGNATURA PRECEDENTE : TERMODINÁMICA BÁSICA. ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN

EL ANÁLISIS TERMODINÁMICO DEL EQUILIBRIO EN SISTEMAS QUÍMICOS ES MUY IMPORTANTE, YA QUE PERMITE DETERMINAR

LAS CONCENTRACIONES O PRESIONES PARCIALES DE LAS ESPECIES QUÍMICAS PARTICIPANTES Y LA MANERA EN QUE EL SISTEMA RESPONDE ANTE CAMBIOS EXTERNOS DE PRESIÓN, TEMPERATURA, O LA ADICIÓN DE ALGUNA SUSTANCIA QUÍMICA, REACTIVA O INERTE. TODO ELLO LE DARÁ LA POSIBILIDAD AL INGENIERO QUÍMICO DE COMPRENDER LOS FENÓMENOS QUE SE PRESENTAN EN VARIOS EQUIPOS INDUSTRIALES.

POR EJEMPLO, EN UN REACTOR QUÍMICO, LA CONCENTRACIÓN DE REACTIVOS Y PRODUCTOS DEPENDE DE LOS PARÁMETROS

CINÉTICOS, Y DEL VALOR DE LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO EN REACCIONES REVERSIBLES; EN UNA COLUMNA DE DESTILACIÓN, DONDE SE LLEVA A CABO EL CONTACTO ENTRE CORRIENTES DE LÍQUIDO Y VAPOR CON EL FIN DE INTERCAMBIAR MATERIA, LA CONCENTRACIÓN DE LAS ESPECIES EN AMBAS FASES DEPENDE DE LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO INTERFACIAL Y, POR LO TANTO, DE LOS POTENCIALES TERMODINÁMICOS; ETCÉTERA.

POR OTRA PARTE, EN LOS EQUILIBRIOS INTERFACIALES, LAS MEZCLAS DE SUSTANCIAS QUÍMICAS EN UNA Y OTRA FASE, PUEDEN

TENER UN COMPORTAMIENTO IDEAL O NO IDEAL, Y POR EJEMPLO, EN MEZCLAS LÍQUIDAS, DICHO COMPORTAMIENTO PUEDE DAR LUGAR A LA APARICIÓN DE PROPIEDADES COLIGATIVAS TALES COMO LA ELEVACIÓN DEL PUNTO DE EBULLICIÓN O LA DEPRESIÓN DEL PUNTO DE CONGELACIÓN, FENÓMENOS QUE DEBEN SER TOMADOS EN CUENTA DURANTE EL DISEÑO DE OPERACIONES UNITARIAS Y EQUIPOS INDUSTRIALES.

ESTE CURSO BRINDA AL ALUMNO LA OPORTUNIDAD DE CONOCER LAS CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTALES DEL EQUILIBRIO DE

DIFERENTES SISTEMAS QUÍMICOS DESDE EL PUNTO DE VISTA TERMODINÁMICO. LA MAYOR PARTE DE LOS CASOS SE REFIERE AL EQUILIBRIO FÍSICO DE SISTEMAS QUÍMICOS, SOLO EN SISTEMAS REACCIONANTES SE PUEDE HABLAR FORMALMENTE DE UN EQUILIBRIO QUÍMICO.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO. AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: EXPLICAR EL CONCEPTO TERMODINÁMICO DE EQUILIBRIO QUÍMICO Y UTILIZAR DICHO CONCEPTO EN EL CÁLCULO DE :

• LAS CONCENTRACIONES DE REACTIVOS Y PRODUCTOS EN SISTEMAS REACCIONANTES. • LA CONCENTRACIÓN DE LAS ESPECIES QUÍMICAS EN SOLUCIONES IDEALES Y NO IDEALES. • LA PRESIÓN PARCIAL DE LOS COMPONENTES GASEOSOS DE MEZCLAS IDEALES O NO IDEALES. • LA CONCENTRACIÓN Y POTENCIAL QUÍMICO DE LAS ESPECIES QUÍMICAS EN EQUILIBRIOS INTERFACIALES. • LA PRESIÓN, TEMPERATURA Y PROPIEDADES TERMODINÁMICAS DE SISTEMAS EN EQUILIBRIO. • EL EFECTO DE LA PRESIÓN, DE LA TEMPERATURA Y DE LA CONCENTRACIÓN SOBRE EL DESPLAZAMIENTO DEL EQUILIBRIO Y LAS

PROPIEDADES TERMODINÁMICAS DEL SISTEMA. LO CUAL LE SERÁ DE GRAN UTILIDAD EN EL DISEÑO DE REACTORES QUÍMICOS Y SISTEMAS DE SEPARACIÓN. P R O G R A M A : No. de sesión



1 INTRODUCCIÓN AL CURSO. • IMPORTANCIA DEL EQUILIBRIO QUÍMICO EN EL ANÁLISIS DE

REACCIONES QUÍMICAS Y DEL EQUILIBRIO FÍSICO EN SISTEMAS QUÍMICOS, PARA EL DISEÑO DE EQUIPOS INDUSTRIALES DE OPERACIONES DE SEPARACIÓN Y REACTORES QUÍMICOS.

• EQUILIBRIO EN SISTEMAS MECÁNICOS. • CONDICIONES DE EQUILIBRIO MECÁNICO EN TÉRMINOS DE LAS

DISTRIBUCIONES DE ENERGÍA POTENCIAL. • CRITERIO DE ESTABILIDAD DEL EQUILIBRIO MECÁNICO EN BASE A LA

SEGUNDA DERIVADA DE LA ENERGÍA POTENCIAL.

• EXPLICAR LA IMPORTANCIA DEL ESTUDIO DEL EQUILIBRIO QUÍMICO COMO PARTE FUNDAMENTAL DE LA FORMACIÓN BÁSICA DEL INGENIERO QUÍMICO.

• EXPLICAR LOS CRITERIOS DE EQUILIBRIO MECÁNICO Y ESTABILIDAD DEL EQUILIBRIO MECÁNICO, COMO BASE CONCEPTUAL PARA EL ESTUDIO DEL EQUILIBRIO EN SISTEMAS QUÍMICOS REACCIONANTES O NO REACCIONANTES.

2 • LA CONDICIÓN DEL EQUILIBRIO TERMODINÁMICO. • LA ECUACIÓN FUNDAMENTAL Y EL PRINCIPIO EXTREMAL. • FUNCIONES AUXILIARES. TRANSFORMADA DE LEGENDRE.

• ESCRIBIR, EN BASE A FUNCIONES TERMODINÁMICAS, LAS CONDICIONES DEL EQUILIBRIO TERMODINÁMICO (TÉRMICO, MECÁNICO Y DIFUSIONAL) PARA DIFERENTES SISTEMAS QUÍMICOS.

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LAS FUNCIONES TERMODINÁMICAS AUXILIARES QUE SE USAN PARA DESCRIBIR EL EQUILIBRIO QUÍMICO. UTILIZAR TRANSFORMADAS DE LEGENDRE PARA EL CÁLCULO DE

FUNCIONES AUXILIARES. ESTABLECER LA RELACIÓN FUNDAMENTAL ENTRE LA ENERGÍA LIBRE

DE GIBBS Y LA FUGACIDAD DE SISTEMAS TERMODINÁMICOS DE UN SOLO COMPONENTE E INDICAR EL ALEJAMIENTO DE LA IDEALIDAD DE UNA SUSTANCIA PURA EN BASE AL COEFICIENTE DE FUGACIDAD.

3 EJERCICIOS. • UTILIZAR TRANSFORMADAS DE LEGENDRE PARA ELCÁLCULO DE FUNCIONES TERMODINÁMICAS AUXILIARES.

4 UNIDAD I. INTRODUCCIÓN. EL EQUILIBRIO QUÍMICO. CONCEPTOS GENERALES. 1.1 CONCEPTO DE EQUILIBRIO. EQUILIBRIO ESTABLE, INESTABLE,

INDIFERENTE Y METAESTABLE. 1.2 ENERGÍA LIBRE DE GIBBS Y FUNCIÓN TRABAJO DE HELMHOLTZ. 1.3 DEFINICIÓN DE LA ENERGÍA LIBRE DE GIBBS. 1.4 PROPIEDADES TERMODINÁMICAS DE LA ENERGÍA LIBRE DE GIBBS.

• EXPLICAR LA RELACIÓN ENTRE EL CONCEPTO DE EQUILIBRIO QUÍMICO Y LA ENERGÍA LIBRE DE GIBBS.

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LA DEFINICIÓN MATEMÁTICA DE LA ENERGÍA LIBRE DE GIBBS, ASÍ COMO SUS PROPIEDADES TERMODINÁMICAS

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LA FUNCIÓN ENERGÍA LIBRE DE HELMHOLTZ.

• CALCULAR LA ENERGÍA LIBRE DE GIBBS DE SISTEMAS TERMODINÁMICOS SIMPLES.

5 1.5 CRITERIOS DE REVERSIBILIDAD, ESPONTANEIDAD Y EQUILIBRIO. 1.6 ENERGÍAS LIBRES MOLARES Y EL POTENCIAL QUÍMICO.

• EXPLICAR LOS CRITERIOS DE ESPONTANEIDAD, REVERSIBILIDAD Y EQUILIBRIO, EN BASE A FUNCIONES TERMODINÁMICAS, ENTROPÍA, ENERGÍA LIBRE DE GIBBS Y ENERGÍA LIBRE DE HELMHOLTZ.

• CALCULAR EL POTENCIAL QUÍMICO DE SISTEMAS SIMPLES Y RELACIONARLO CONCEPTUAL Y MATEMÁTICAMENTE CON LA ENERGÍA LIBRE DE GIBBS DEL SISTEMA Y LOS CRITERIOS DE REVERSIBILIDAD Y EQUILIBRIO.

6 EJERCICIOS. • 7 1.7 VARIACIÓN DE LA ENERGÍA LIBRE DE GIBBS COMO FUNCIÓN DE LA

TEMPERATURA. • DESCRIBIR MATEMÁTICAMENTE LA FORMA EN QUE VARÍA LA

ENERGÍA LIBRE DE GIBBS AL CAMBIAR LA TEMPERATURA Y CALCULAR DICHAS VARIACIONES EN SISTEMAS TERMODINÁMICOS SIMPLES.

8 1.8 LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO. • EXPLICAR EL CONCEPTO DE CONSTANTE DE EQUILIBRIO. 9 EJERCICIOS. • 10 UNIDAD II. EQUILIBRIO QUÍMICO EN SISTEMAS DE GASES IDEALES,

GASES REALES Y SISTEMAS REACCIONANTES. 2.1 EQUILIBRIO QUÍMICO EN GASES IDEALES.

2.1.1 ENERGÍA LIBRE Y POTENCIAL QUÍMICO A TEMPERATURA CONSTANTE.

2.1.2 POTENCIAL QUÍMICO DE UNA MUESTRA DE GASES.

• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS DEL EQUILIBRIO EN SISTEMAS DE GASES IDEALES Y REALES.

• CALCULAR LA ENERGÍA LIBRE DE GIBBS Y EL POTENCIAL QUÍMICO DE SISTEMAS DE GASES IDEALES Y REALES.

11 2.2 EQUILIBRIO QUÍMICO EN GASES NO IDEALES. 2.2.1 ENERGÍA LIBRE EN FUNCIÓN DE FUGACIDADES Y ACTIVIDADES.

• CALCULAR LA ENERGÍA LIBRE DE GIBBS Y EL POTENCIAL QUÍMICO DE SISTEMAS DE GASES REALES.

12 PRÁCTICA DE LABORATORIO. 13 2.3 EQUILIBRIO QUÍMICO DE UNA REACCIÓN QUÍMICA.

2.3.1 CONSTANTE DE EQUILIBRIO EN MEZCLAS REACCIONANTES DE GASES IDEALES Y REALES.

• DESCRIBIR EL EQUILIBRIO DE SISTEMAS QUÍMICOS REACCIONANTES Y CALCULAR LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO DE UNA MEZCLA DE GASES REACCIONANTES, ASÍ COMO LAS COMPOSICIONES DE LOS DIFERENTES COMPONENTES AL EQUILIBRIO.

14 2.3.2 CONSTANTE DE EQUILIBRIO EN FUNCIÓN DE CONCENTRACIÓN Y FRACCIONES MOLARES.

2.3.3 CONSTANTE DE EQUILIBRIO EN FUNCIÓN DE LA TEMPERATURA.

• CALCULAR LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO DE UN SISTEMA REACCIONANTE EN TÉRMINOS DE CONCENTRACIONES, FRACCIONES MOLARES Y PRESIONES PARCIALES, Y HACER LAS RESPECTIVAS CONVERSIONES.

15 PRÁCTICA DE LABORATORIO. 16 UNIDAD III. INTRODUCCIÓN A LA CINÉTICA DE UNA REACCIÓN QUÍMICA.

3.1 VELOCIDAD DE REACCIÓN. 3.2 CONSTANTE DE LA VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN. 3.3 RELACIÓN ENTRE LAS CONSTANTES CINÉTICAS Y LA CONSTANTE DE

EQUILIBRIO QUÍMICO DE REACCIONES REVERSIBLES. 3.4 ORDEN Y MOLECULARIDAD DE UNA REACCIÓN. 3.5 FACTOR DE FRECUENCIA Y ENERGÍA DE ACTIVACIÓN. 3.6 MODELO DE ARRHENIUS PARA LA CONSTANTE DE VELOCIDAD DE

REACCIÓN.

• DESCRIBIR LA FENOMENOLOGÍA DE UNA REACCIÓN QUÍMICA. • EXPLICAR EL CONCEPTO DE VELOCIDAD DE REACCIÓN Y LA FORMA EN

QUE SE EVALÚA EL PROGRESO DE UNA REACCIÓN QUÍMICA. • CALCULAR LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO A PARTIR DE LAS

CONSTANTES CINÉTICAS DE REACCIONES REVERSIBLES. • EXPLICAR LOS CONCEPTOS DE ORDEN Y MOLECULARIDAD DE UNA

REACCIÓN QUÍMICA Y DECIR EN QUE CASOS SON IDÉNTICAS. • UTILIZAR EL MODELO FENOMENOLÓGICO DE ARRHENIUS PARA EL

CÁLCULO DE LA VELOCIDAD DE REACCIÓN A DIFERENTES TEMPERATURAS

17 3.7 CÁLCULO DE LA VARIACIÓN DE LAS CONCENTRACIONES EN FUNCIÓN DEL TIEMPO PARA REACCIONES QUÍMICAS IRREVERSIBLES. 3.7.1 REACCIONES DE ORDEN CERO. 3.7.1 REACCIONES DE PRIMER ORDEN.

• CÁLCULAR LA VARIACIÓN DE LAS CONCENTRACIONES EN FUNCIÓN DEL TIEMPO PARA REACCIONES QUÍMICAS IRREVERSIBLES UTILIZANDO EL MÉTODO INTEGRAL O EL MÉTODO DIFERENCIAL.

18 EJERCICIOS. 19 3.7.3 EXPRESIÓN DE VELOCIDAD DE REACCIÓN PARA CINÉTICAS DE

ORDEN N. 3.7.4 CONCEPTO DE TIEMPO DE VIDA MEDIA Y CÁLCULO DE AVANCES DE

REACCIÓN MEDIANTE EL CONCEPTO DE VIDA MEDIA.

• CALCULAR EL AVANCE DE UNA REACCIÓN QUÍMICA, TOMANDO EN CUENTA LAS EXPRESIONES CINÉTICAS PARA VELOCIDADES DE ORDEN N.

• CALCULAR EL TIEMPO DE VIDA MEDIA PARA REACCIONES CON CINÉTICA DE ORDEN N.

20 3.8 CÁLCULO DE LA VARIACIÓN DE LAS CONCENTRACIONES EN FUNCIÓN DEL TIEMPO PARA REACCIONES QUÍMICAS REVERSIBLES.

• CALCULAR LAS EVOLUCIÓN DE LAS CONCENTRACIONES DE REACTIVOS Y PRODUCTOS PARA REACCIONES REVERSIBLES.

21 PRÁCTICA DE LABORATORIO. 22 PRIMER EXAMEN PARCIAL. 23 UNIDAD IV. EQUILIBRIO DE FASES.

4.1 CONDICIONES TERMODINÁMICAS DEL EQUILIBRIO DE FASES. 4.2 ESTABILIDAD DE FASES EN FUNCIÓN DEL POTENCIAL QUÍMICO. 4.3 ECUACIÓN DE CLAPEYRON .

4.3.1 APLICACIÓN A EQUILIBRIOS LÍQUIDO-SÓLIDO. 4.32 APLICACIÓN A EQUILIBRIOS SÓLIDO-GAS. 4.3.3 APLICACIÓN A EQUILIBRIOS GAS-LÍQUIDO.

• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS DEL EQUILIBRIO FÍSICO DE FASES EN SISTEMAS QUÍMICOS.

• EXPLICAR EL FUNDAMENTO DE LOS CRITERIOS TERMODINÁMICOS PARA LA ESTABILIDAD DE UN EQUILIBRIO DE FASES.

• ESCRIBIR EL CRITERIO DE ESTABILIDAD DE FASES EN BASE AL POTENCIAL QUÍMICO DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA.

• UTILIZAR LA ECUACIÓN DE CLAUSIUS –CLAPEYRON PARA CARACTERIZAR LAS CONCENTRACIONES AL EQUILIBRIO EN AMBAS FASES DE UN SISTEMA BIFÁSICO EN EQUILIBRIO.

24 EJERCICIOS O RESOLUCIÓN DEL PRIMER EXAMEN PARCIAL 25 4.4 PRESIÓN DE VAPOR

4.4.1 DEFINICIÓN Y VARIACIÓN CON LA TEMPERATURA 4.5 ECUACIÓN DE CLAUSIUS-CLAPEYRON

• UTILIZAR LA ECUACIÓN DE CLAUSIUS –CLAPEYRON PARA CARACTERIZAR LAS PRESIONES PARCIALES Y PRESIONES DE VAPOR AL EQUILIBRIO EN AMBAS FASES DE UN SISTEMA BIFÁSICO LÍQUIDO-VAPOR EN EQUILIBRIO.

26 4.6 EJEMPLOS • CALCULAR LAS COMPOSICIONES AL EQUILIBRIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO TERMODINÁMICO.

27 PRÁCTICA DE LABORATORIO. 28 UNIDAD V. REGLA DE LAS FASES. EQUILIBRIO EN SISTEMAS DE UN SOLO

COMPONENTE. 5.1 DEFINICIONES FUNDAMENTALES: SISTEMA, FASE, NÚMERO DE

COMPONENTES Y GRADOS DE LIBERTAD. 5.2 REGLA DE LAS FASES DE GIBBS. 5.3 DIAGRAMAS DE FASES DE UN SOLOCOMPONENTE.

5.3.1 AGUA A BAJAS TEMPERATURAS Y PRESIONES.

• DETERMINAR EL NÚMERO DE GRADOS DE UN SISTEMA TERMODINÁMICO, EN FUNCIÓN DEL NÚMERO DE COMPONENTES Y DEL NÚMERO DE FASES.

• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS TERMODINÁMICAS DE SISTEMAS MULTIFÁSICOS DE UN SOLO COMPONENTE.

• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS DEL DIAGRAMA DE FASES DEL AGUA.

29 5.3.2 BIÓXIDO DE CARBONO. 5.3.3 AZUFRE.

5.4 CÁLCULOS DE PROPIEDADES TERMODINÁMICAS DE SISTEMAS UNICOMPONENTES MULTIFÁSICOS.

• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS DIAGRAMAS DE FASES DEL BIÓXIDO DE CARBONO Y DEL AZUFRE.

• CALCULAR PROPIEDADES TERMODINÁMICAS DE SISTEMAS UNICOMPONENTES MULTIFÁSICOS.

30 EJERCICIOS 31 UNIDAD VI. EQUILIBRIO EN SISTEMAS BINARIOS CON SOLUTO NO

VOLÁTIL. 6.1 SOLUCIONES.

6.1.1 DEFINICIÓN. 6.1.2 CLASIFICACIÓN.

6.2 SOLUCIONES IDEALES. 6.3 LEY DE RAOULT. 6.4 POTENCIAL QUÍMICO DE UNA SOLUCIÓN IDEAL.

• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS TERMODINÁMICAS DE SOLUCIONES EN FASE LÍQUIDA CON SOLUTO NO VOLÁTIL.

• UTILIZAR LA LEY DE RAOULT PARA DETERMINAR LAS CARACTERÍSTICAS TERMODINÁMICAS DE SOLUCIONES BINARIAS CON SOLUTO NO VOLÁTIL.

• CALCULAR EL POTENCIAL QUÍMICO DE LOS COMPONENTES DE UNA SOLUCIÓN IDEAL Y ESPECIFICAR LAS CONDICIONES DE EQUILIBRIO.

32 6.5 SOLUCIONES NO IDEALES. 6.6 PROPIEDADES COLIGATIVAS.

6.6.1 ABATIMIENTO DE LA PRESIÓN DE VAPOR. 6.6.2 DEPRESIÓN DEL PUNTO DE CONGELACIÓN. 6.6.3 ELEVACIÓN DEL PUNTO DE EBULLICIÓN. 6.6.4 PRESIÓN OSMÓTICA.

• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS TERMODINÁMICAS DE SOLUCIONES EN FASE LÍQUIDA CON SOLUTO NO VOLÁTIL QUE NO OBEDECEN LA LEY DE RAOULT.

• EXPLICAR LA FENOMENOLOGÍA DE LAS PROPIEDADES COLIGATIVAS Y CALCULAR LOS EFECTOS COLIGATIVOS DE DIFERENTES SOLUCIONES EN FASE LÍQUIDA.

33 PRÁCTICA DE LABORATORIO

34 UNIDAD VII. EQUILIBRIO EN SISTEMAS BINARIOS CON SOLUTO VOLÁTIL 7.1 SOLUCIONES QUE OBEDECEN LA LEY DE RAOULT. 7.2 DIAGRAMAS DE PRESIÓN-FRACCIÓN MOLAR Y DE TEMPERATURA-

FRACCIÓN MOLAR. 7.3 SOLUCIONES QUE OBEDECEN LA LEY DE HENRY.

• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS TERMODINÁMICAS DE SOLUCIONES EN FASE LÍQUIDA CON SOLUTO VOLÁTIL.

• FORMULAR LA LEY DE RAOULT PARA SOLUCIONES IDEALES EN TÉRMINOS DE LAS PRESIONES PARCIALES DE UN GAS SOBRE UNA MEZCLA.

• TRAZAR LOS DIAGRAMAS DE PRESIÓN-COMPOSICIÓN DE SOLUCIONES BINARIAS CON SOLUTO VOLÁTIL.

• FORMULAR LA LEY DE HENRY PARA LA SOLUBILIDAD DE GASES EN SOLUCIONES IDEALES DILUIDAS.

35 7.4 ECUACIÓN DE VAN´T HOFF. 7.5 ACTIVIDAD Y COEFICIENTES DE ACTIVIDAD. 7.6 ECUACIÓN DE ANTOINE Y OTROS MODELOS TERMODINÁMICOS PARA EL

CÁLCULO DE LOS COEFICIENTES DE ACTIVIDAD DE LOS COMPONENTES DE UNA SOLUCIÓN.

• FORMULAR LA ECUACIÓN DE VAN´T HOFF PARA RELACIONAR LA COMPOSICIÓN DE UNA SOLUCIÓN CON SU PRESIÓN OSMÓTICA.

• DEFINIR ACTIVIDAD Y COEFICIENTE DE ACTIVIDAD DE UN COMPONENTE DE UNA MEZCLA REAL Y LOS ESTADOS ESTÁNDAR DEL SOLUTO Y EL SOLVENTE.

• CALCULAR COEFICIENTES DE ACTIVIDAD Y ACTIVIDADES DE LOS COMPONENTES DE UNA MEZCLA EN BASE A LOS MODELOS DE ANTOINE , MARGULES, UNIVAS , UNIQUAC, ETCÉTERA.

36 EJERCICIOS 37 7.7 SOLUCIONES QUE NO OBEDECEN LA LEY DE RAOULT.

7.7.1 DESVIACIONES POSITIVAS Y NEGATIVAS. 7.7.2 DIAGRAMAS P-X Y T-X. 7.7.3 AZEOTROPÍA.

7.8 DESTILACIÓN FRACCIONADA. DIAGRAMAS DE Y-X-T A PRESIÓN CONSTANTE.

• CARACTERIZAR MATEMÁTICAMENTE LAS PROPIEDADES TERMODINÁMICAS DE SOLUCIONES REALES CON SOLUTO VOLÁTIL QUE NO OBEDECEN LA LEY DE RAOULT.

• CONSTRUIR DIAGRAMAS DE PRESIÓN-COMPOSICIÓN Y TEMPERATURA-COMPOSICIÓN PARA SOLUCIONES BINARIAS IDEALES Y REALES.

• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS TERMODINÁMICAS DEL FENÓMENOS DE AZEOTROPÍA.

• EXPLICAR LA FORMA EN QUE SE UTILIZAN LOS DIAGRAMAS Y-X-T PARA LA DESCRIPCIÓN TERMODINÁMICA DE PROCESOS DE DESTILACIÓN FRACCIONADA.

38 7.5 EJERCICIOS DE CÁLCULO DE LAS PROPIEDADES TERMODINÁMICAS DE SOLUCIONES BINARIAS CON SOLUTO VOLÁTIL.

• UTILIZAR LOS CONCEPTOS APRENDIDOS EN LA UNIDAD PARA CALCULAR LAS PROPIEDADES TERMODINÁMICAS DE SOLUCIONES CON SOLUTO VOLÁTIL.

39 PRÁCTICA DE LABORATORIO. 40 SEGUNDO EXAMEN PARCIAL. 41 UNIDAD VIII. EQUILIBRIO EN SISTEMAS MULTICOMPONENTES.

8.1 EQUILIBRIO EN SISTEMAS LÍQUIDO-LÍQUIDO. 8.1.1 DIAGRAMAS DE MISCIBILIDAD. 8.1.2 MODELOS MATEMÁTICOS. 8.1.3 EVALUACIÓN DE LAS PROPIEDADES TERMODINÁMICAS.

• CONSTRUIR E INTERPRETAR DDIGRAMAS DE FASE LÍQUIDO-LÍQUIDO Y EXPLICAR EL TÉRMINO DE TEMPERATURA DE CONSOLUBILIDAD.

• UTILIZAR MODELOS MATEMÁTICOS COMO EL DE ANTOINE, EL DE MARGULES, EL UNIVAC O EL UNIQUAC, PARA DETERMINAR LOS COEFICIENTES DE ACTIVIDAD EN FASE LÍQUIDA, Y ALGÚN MODELO DE ESTADO PARA LA FASE VAPOR Y DE AHÍ CARACTERIZAR EL EQUILIBRIO TERMODINÁMICO BIFÁSICO DE MEZCLAS DE MULTICOMPONENTES.

42 EJERCICIOS. 43 8.2 EQUILIBRIO EN SISTEMAS SÓLIDO-LÍQUIDO.

8.2.1 DIAGRAMA EUTÉCTICO SIMPLE. 8.2.2 ANÁLISIS TÉRMICO.

• CONSTRUIR DIAGRAMAS DE FASE SÓLIDO-LÍQUIDO Y DEFINIR LA FENOMENOLOGÍA EN LOS PUNTOS EUTÉCTICOS Y ALTO EUTÉCTICO.

• REALIZAR EL ANÁLISIS TÉRMICO DE SOLUCIONES LÍQUIDO-SÓLIDO Y EXPLICAR SU IMPORTANCIA EN APLICACIONES DE INGENIERÍA.

44 8.3 DIAGRAMAS DE FASE EN SISTEMAS REACCIONANTES. 8.3.1 REACCIÓN INTERFACIAL. 8.3.2 REACCIÓN PERITÉCTICA. 8.3.3 FUSIÓN INCONGRUENTE.

• INTERPRETAR DIAGRAMAS DE FASE EN LOS QUE LOS COMPONENTES TOMAN PARTE DE UNA REACCIÓN Y DEFINIR LOS TÉRMINOS DE REACCIÓN INTERFACIAL, REACCIÓN PERITÉCTICA Y FUSIÓN INCONGRUENTE.

45 PRÁCTICA DE LABORATORIO

46 8.3 EQUILIBRIO EN SISTEMAS DE TRES COMPONENTES 8.3.1 DIAGRAMAS DE FASES PARA SISTEMAS TERNARIOS. 8.3.2 DIAGRAMAS DE FASES PARA 3 LÍQUIDOS PARCIALMENTE

INMISCIBLES 8.3.3 UTILIZACIÓN EN EQUILIBRIOS DE EXTRACCIÓN. 8.3.4 EFECTO DE IÓN COMÚN.

• CONSTRUIR DIAGRAMAS DE FASES DE TRES COMPONENTES UTILIZANDO DIAGRAMAS TRIANGULARES.

• INTERPRETAR DIAGRAMAS DE FASES EN COORDENADAS TRIANGULARES PARA 3 LÍQUIDOS PARCIALMENTE INMISCIBLES Y PARA SOLUCIONES DE 2 SALES

• EXPLICAR EL TÉRMINO DE EFECTO DE IÓN COMÚN.

47 TERCER EXAMEN PARCIAL 48 EJERCICIOS


• EXPOSICIÓN ORAL AUXILIADA CON MATERIAL DIDÁCTICO DE DIFERENTE NATURALEZA • SESIONES DE RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS ASESORADAS POR EL PROFESOR • UTILIZACIÓN DE SOFTWARE COMERCIAL Y SOFTWARE ESCRITO POR EL PROFESOR • DESARROLLO DE UN PROYECTO DE INVESTIGACIÓN EN LE LABORATORIO

EVALUACIÓN:

• SE RECOMIENDA EFECTUAR POR LO MENOS TRES EXÁMENES PARCIALES • EN DICHOS EXÁMENES SE EVALUARÁ LA PARTE CONCEPTUAL Y LA HABILIDAD DEL ESTUDIANTE DE RESOLVER EJERCICIOS, CON MAYOR

PONDERACIÓN A ÉSTA ÚLTIMA • SE RECOMIENDA TOMAR EN CUENTA, COMO PARTE DE LA EVALUACIÓN, LAS CALIFICACIONES DE CUESTIONARIOS Y SERIES DE PROBLEMAS

QUE EL ALUMNO RESUELVA. • DOS EXÁMENES FINALES. • SE RECOMIENDA QUE EN LA EVALUACIÓN FINAL DEL CURSO SE PONDERE A LA TEORÍA CON UN 70% Y AL TRABAJO DE LABORATORIO CON

UN 30%. BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: ATKINS, PETER W. FISICOQUÍMICA.ADDISON WESLEY, MÉXICO, 1995 BERRY, STEPHEN; RICE, STUART A. & ROSS, JOHN. PHYSICAL CHEMISTRY. 2nd EDITION. OXFORD UNIVERSITY PRESS. NEW YORK, 2000 CASTELLAN, G.W. FISICOQUÍMICA. ADDISON WESLEY. MÉXICO, 1998 DIÁZ PEÑA, M. & ROIG MUNTANER, A. QUÍMICA FÍSICA I. PEARSON EDUCATION, MÉXICO, 2001 DE NEVERS, NOEL. PHYSYCAL AND CHEMICAL EQUILIBRIUM FOR CHEMICAL ENGINEERS. JOHN WILEY AND SONS. NEW YORK, USA, 2002 HALPERN, ARTHUR & REEVES, JAMES. EXPERIMENTAL PHYSICAL CHEMISTRY. SCOTT FORESMAN AND CO. ILLINOIS, USA, 1988 LAIDLER, KEITH & MEISER, JOHN. FISICOQUÍMICA. CECSA. MÉXICO, 1997 LEVINE, IRA N. FISICOQUÍMICA. 4ª EDICIÓN. MC GRAW-HILL. MÉXICO, 1996 URETA BARRÓN, E. FISICOQUÍMICA. EQUILIBRIO QUÍMICO. LIMUSA. MÉXICO, 1975 WOODBURY, GEORGE. PHYSICAL CHEMISTRY. INTERNATIONAL THOMSON PUB. CO. PACIFIC GROVE, CALIFORNIA, USA, 1997 WOODBURY, GEORGE. PHYSICAL CHEMISTRY. SOLUTIONS MANUAL. INTERNATIONAL THOMSON PUB. CO. PACIFIC GROVE, CALIFORNIA, USA, 1997 BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA CROCKFORD, HORACE D. LABORATORY MANUAL OF PHYSICAL CHEMISTRY. JOHN WILEY AND SONS. NEW YORK, USA, 1975 DANIELS, FARRINGTON . EXPERIMENTAL PHYSICAL CHEMISTRY. 7th EDITION. MC GRAW HILL. NEW YORK, 1956 MACKAY, DONALD; SHIU, WAN YING; MA, KUO-CHING. PHYSICAL-CHEMICAL PROPERTIES AND ENVIRONMENTAL FATE HANDBOOK ON CD-ROM. METZ, CLYDE. TEORÍA Y PROBLEMAS DE FISICOQUÍMICA. MC GRAW HILL, MÉXICO, 1975 MORTIMER, ROBERT G. MATHEMATICS FOR PHYSICAL CHEMISTRY. ACADEMIC PRESS. 2nd EDITION. SAN DIEGO, CALIF. USA, 1999 SHOEMAKER, DAVID P. EXPERIMENTS IN PHYSICAL CHEMISTRY. MC GRAW HILL. NEW YORK, 1981.


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: PROGRAMACIÓN Y COMPUTACIÓN DEL SEGUNDO SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 4 (2 TEÓRICAS/2 PRÁCTICAS –TALLER DE CÓMPUTO) CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1224 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: SECCIÓN DE SISTEMAS MATEMÁTICOS COMPUTACIONALES Y DE OPTIMIZACIÓN. CAMPO : COMPLEMENTARIO. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO-PRÁCTICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA ASIGNATURA PRECEDENTE : NINGUNA. ASIGNATURA SUBSECUENTE: MÉTODOS NUMÉRICOS

INTRODUCCIÓN

EL RÁPIDO AVANCE DE LA TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA HA PROVISTO AL SER HUMANO DE SISTEMAS DE CÓMPUTO CADA VEZ MÁS VERSÁTILES Y EFICIENTES Y HA CREADO LA NECESIDAD DE QUE TODO PROFESIONISTA CONOZCA POR LO MENOS EL MANEJO DE SOFTWARE, Y EN PARTICULAR, QUE CIENTÍFICOS E INGENIEROS SEPAN, ADEMÁS, PROGRAMAR. EN SU DESARROLLO PROFESIONAL, EL INGENIERO QUÍMICO NECESITA: RESOLVER BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA EN PLANTAS INDUSTRIALES, DONDE NORMALMENTE SE MANEJAN UNA GRAN CANTIDAD DE CORRIENTES DE FLUIDOS INTERCONECTADAS; RESOLVER ECUACIONES DIFERENCIALES QUE CARACTERIZAN LA TRANSFERENCIA DE CALOR O MASA EN DIFERENTES EQUIPOS CON DIVERSAS GEOMETRÍAS; CARACTERIZAR LA EVOLUCIÓN DE UNA REACCIÓN QUÍMICA Y DISEÑAR EL CORRESPONDIENTE REACTOR; ANALIZAR LA DINÁMICA DE PROCESOS Y CONTROLAR LAS VARIABLES MÁS RELEVANTES; ETCÉTERA. DESPUÉS DE MODELAR MATEMÁTICAMENTE TALES PROBLEMAS, SE ENCUENTRA QUE, EN LA MAYORÍA DE LOS CASOS, LA SOLUCIÓN DE LAS ECUACIONES RESULTANTES POR MÉTODOS ANALÍTICOS ES DIFÍCIL DE HALLAR Y LA ALTERNATIVA MÁS VIABLE PARA SU RESOLUCIÓN ES POR MÉTODOS COMPUTACIONALES, ES DECIR, PROGRAMAR PARA QUE LA COMPUTADORA REALICE LA GRAN CANTIDAD DE CÁLCULOS REQUERIDOS, DE MANERA EFICIENTE Y RÁPIDA. LOS ALGORITMOS BÁSICOS QUE UN INGENIERO DEBE SABER PROGRAMAR SON: DIMENSIONAMIENTO DE ARREGLOS MATRICIALES Y OPERACIONES CON MATRICES; CÁLCULOS CON CICLOS ITERATIVOS; BIFURCACIÓN ; IMPLEMENTACIÓN Y LLAMADO DE SUBRUTINAS; ENTRADA Y SALIDA DE DATOS A ARCHIVOS; GRAFICACIÓN. ELLOS LE PERMITEN ESCRIBIR PROGRAMAS PARA CUALQUIER APLICACIÓN PRÁCTICA. ESTE CURSO DE PROGRAMACIÓN Y COMPUTACIÓN LE OFRECE AL ESTUDIANTE LA POSIBILIDAD DE APRENDER A PROGRAMAR ALGORITMOS BÁSICOS DE CÓMPUTO EN ALGÚN LENGUAJE DE ALTO NIVEL ESTRUCTURADO, LO CUAL LE TRAERÁ GRANDES BENEFICIOS DURANTE EL ESTUDIO DE SU CARRERA Y POSTERIORMENTE EN SU DESARROLLO PROFESIONAL.


AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: DESCRIBIR LA EVOLUCIÓN Y ESTADO ACTUAL DE LA TECNOLOGÍA DE LOS EQUIPOS DE CÓMPUTO, LOS COMPONENTES PRINCIPALES DE UNA COMPUTADORA Y SU FUNCIONAMIENTO, Y UTILIZAR ALGÚN LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADO DE ALTO NIVEL PARA CONSTRUIR ALGORITMOS COMPUTACIONALES QUE PUEDA UTILIZAR COMO HERRAMIENTAS DE SOLUCIÓN DE PROBLEMAS MATEMÁTICOS RELACIONADOS CON LA INGENIERÍA QUÍMICA.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS: EL CURSO ESTÁ CONSTITUIDO POR LAS SIGUIENTES UNIDADES, AL FINAL DE LAS CUALES EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: UNIDAD I. CONCEPTOS BÁSICOS DE PROGRAMACIÓN. DESCRIBIR LA EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LOS INSTRUMENTOS ELECTRÓNICOS DE CÁLCULO. UNIDAD II. COMPONENTES Y FUNCIONAMIENTO DEL EQUIPO DE CÓMPUTO ELECTRÓNICO. DESCRIBIR LOS ELEMENTOS PRINCIPALES DE LAS COMPUTADORAS DIGITALES Y SU FUNCIONAMIENTO, ASÍ COMO LOS FACTORES A CONSIDERAR EN LA SELECCIÓN DE UN EQUIPO DE CÓMPUTO. UNIDAD III. ALGORITMOS Y DIAGRAMAS DE FLUJO. UTILIZAR LAS ESTRUCTURAS BÁSICAS DE LA PROGRAMACIÓN (CÁLCULOS SECUENCIALES, CÁLCULOS ITERATIVOS, BIFURCACIONES DE FLUJO, ETC.) PARA CONSTRUIR ALGORITMOS COMPUTACIONALES EN BASE A DIAGRAMAS DE FLUJO. UNIDAD IV. LENGUAJE ESTRUCTURADO. UTILIZAR UN LENGUAJE ESTRUCTURADO DE ALTO NIVEL PARA TRADUCIR LOS DIAGRAMAS DE FLUJO DE LOS ALGORITMOS COMPUTACIONALES A UN CÓDIGO CON INSTRUCCIONES EJECUTABLES POR LA COMPUTADORA ELECTRÓNICA. UNIDAD V. MANEJO DE ARCHIVOS. DISEÑAR PROGRAMAS INTERACTIVOS EN LENGUAJE ESTRUCTURADO PARA ADMINISTRAR INFORMACIÓN ALMACENADA EN ARCHIVOS DE DATOS. UNIDAD VI. PAQUETES DE BIBLIOTECA. UTILIZAR SUBRUTINAS DE BIBLIOTECA DISPONIBLES EN LOS LENGUAJES ESTRUCTURADOS PARA RESOLVER ALGUNOS PROBLEMAS DE PROGRAMACIÓN ESPECÍFICOS DENTRO DE LA INGENIERÍA QUÍMICA. UNIDAD VII. PROGRAMACIÓN. ELABORAR ALGORITMOS COMPUTACIONALES DE PROGRAMACIÓN LINEAL ÚTILES EN EL ÁREA DE LA INGENIERÍA QUÍMICA.

C R O N O G R A M A : No. de sesión



1 UNIDAD I. CONCEPTOS BÁSICOS DE COMPUTACIÓN. 1.7 CONCEPTO DE COMPUTADORA. 1.8 CRONOLOGÍA. 1.9 TIPOS DE COMPUTADORAS.

1.9.1 ANALÓGICAS. 1.9.2 DIGITALE S. 1.9.3 HÍBRIDAS.

1.10 LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN. 1.10.1 COMPILADORES E INTÉRPRETES. 1.10.2 LENGUAJES DE ALTO NIVEL Y A NIVEL COMPILADOR. 1.10.3 LENGUAJES ESTRUCTURADOS.

1.11 LAS COMPUTADORAS EN LA SOCIEDAD. LA COMPUTACIÓN EN MÉXICO. SITUACIÓN ACTUAL Y PERSPECTIVAS A MEDIANO PLAZO.

DESCRIBIR EL DESARROLLO HISTÓRICO DE LA TECNOLOGÍA DE LOS EQUIPOS DE CÓMPUTO. DESDE LOS ÁBACOS, LA MÁQUINA MECÁNICA DE PASCAL, PASANDO POR LAS COMPUTADORAS ANALÓGICAS Y LLEGANDO A LA ÉPOCA ACTUAL DEL DOMINIO DE LA TECNOLOGÍA DIGITAL.

EXPLICARÁ LAS PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DEL FUNCIONAMIENTO DE LOS DIFERENTES TIPOS DE MÁQUINAS DE CÓMPUTO, SUS APLICACIONES Y LIMITACIONES.

EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS DISTINTIVAS DE LOS LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN DE ALTO Y BAJO NIVEL,

EXPLICAR LAS DIFERENCIAS ENTRE LOS LENGUAJES COMPILADORES E INTÉRPRETES.

LISTAR LAS VENTAJAS QUE TIENEN LOS LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADOS.

2 UNIDAD II. COMPONENTES Y FUNCIONAMIENTO DEL EQUIPO DE CÓMPUTO ELECTRÓNICO. 2.1 COMPONENTES DE UNA COMPUTADORA: 2.1.1 LA UNIDAD CENTRAL DE PROCESAMIENTO Y SUS COMPONENTES.

VELOCIDAD DE PROCESAMIENTO, MEMORIA DE ACCESO ALEATORIO Y DE SOLO LECTURA.

2.1.2 UNIDADES DE ENTRADA Y SALIDA: UNIDADES DE DISKETTE, IMPRESORAS, MONITORES, SCANERS, ETC.

2.2 PROCESAMIENTO POR LOTES, TEMPO REAL Y TIEMPO COMPARTIDO. 2.3 CONFIGURACIÓN DE LOS EQUIPOS DE CÓMPUTO Y CARACTERÍSTICAS

QUE DEFINEN SU SELECCIÓN.

DESCRIBIR LA ESTRUCTURA DEL HARDWARE DE UN EQUIPO DE CÓMPUTO, EXPLICANDO LAS FUNCIONES DE CADA UNO DE SUS COMPONENTES.

IDENTIFICAR LOS COMPONENTES DEL EQUIPO DE CÓMPUTO QUE UTILIZARÁ A LO LARGO DEL SEMESTRE, Y ANOTAR SUS CARACTERÍSTICAS.

ACCEDER AL AMBIENTE WINDOWS PARA REALIZAR OPERACIONES BÁSICAS DEL MANEJO DE ARCHIVOS.

3 2.4 SISTEMAS NUMÉRICOS EN BASE BINARIA, DECIMAL, OCTAL Y HEXADECIMAL.

2.5 TRANSFORMACIONES ENTRE LOS SISTEMAS NUMÉRICOS 2.6 CÓDIGO BINARIO. BITS Y BYTES.

• UTILIZAR DIFERENTES SISTEMAS NUMÉRICOS PARA REALIZAR OPERACIONES ARITMÉTICAS.

4 EJERCICIOS DEL MANEJO DE SISTEMAS NUMÉRICOS. • UTILIZAR EL SISTEMA BINARIO PARA REALIZAR OPERACIONES ARITMÉTICAS.

5 UNIDAD III. ALGORITMOS Y DIAGRAMAS DE FLUJO. 3.1 CONCEPTOS DE ALGORITMO, SECUENCIA Y PROGRAMA. 3.2 CONCEPTOS BÁSICOS DE PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADA Y

PSEUDOCÓDIGO. 3.3 DIAGRAMAS DE FLUJO Y SIMBOLOGÍA DE LAS ESTRUCTURAS BÁSICAS

DE SECUENCIA, SELECCIÓN Y REPETICIÓN.

EXPLICAR EL CONCEPTO DE ALGORITMO COMPUTACIONAL. EXPLICAR EL SIGNIFICADO DE CADA UNO DE LOS SÍMBOLOS QUE SE

UTILIZA EN LA CONSTRUCCIÓN DE DIAGRAMAS DE FLUJO DE ALGORITMOS COMPUTACIONALES.

6 3.4 ELABORACIÓN DE ALGORITMOS EN DIAGRAMAS DE FLUJO, UTILIZANDO LOS CONCEPTOS DE PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADA.

• CONSTRUIR DIAGRAMAS DE FLUJO PARA ALGORITMOS COMPUTACIONALES DE PROGRAMACIÓN.

7 EJEMPLOS DE DIAGRAMAS DE FLUJO • CONSTRUIR DIAGRAMAS DE FLUJO PARA ALGORITMOS COMPUTACIONALES DE PROGRAMACIÓN.

8 EJERCICIOS DE ELABORACIÓN DE DIAGRAMAS DE FLUJO • CONSTRUIR DIAGRAMAS DE FLUJO PARA ALGORITMOS COMPUTACIONALES DE PROGRAMACIÓN.

9 UNIDAD IV. LENGUAJE ESTRUCTURADO. 4.1 ELEMENTOS DEL LENGUAJE ESTRUCTURADO: CONSTANTES,

VARIABLES, OPERADORES, INSTRUCCIONES. PALABRAS RESERVADAS, FUNCIONES. SINTAXIS.

4.2 REPERTORIO DE INSTRUCCIONES: ASIGNACIÓN, SECUENCIA, SALTOS CONDICIONADOS, CÁLCULOS ITERATIVOS, INSTRUCCIONES DE ENTRADA/SALIDA.

ESCRIBIR OPERACIONES ARITMÉTICAS EN UN LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADO (LENGUAJE C)

ESCRIBIR EL CÓDIGO EN LENGUAJE C DE PROGRAMAS QUE UTILICEN OPERACIONES ARITMÉTICAS, FUNCIONES E INSTRUCCIONES BÁSICAS DE LECTURA DE DATOS Y DESPLEGADO DE RESULTADOS.

10 ELABORACIÓN DE PROGRAMAS UTILIZANDO VARIABLES, CONSTANTES, PALABRAS RESERVADAS, E INSTRUCCIONES DE ASIGNACIÓN Y DE OPERACIONES MATEMÁTICAS BÁSICAS.

CONSTRUIR Y EJECUTAR PROGRAMAS EN LENGUAJE C QUE PERMITAN REALIZAR OPERACIONES ARITMÉTICAS BÁSICAS, UTILIZAR FUNCIONES Y DESPLEGAR LOS RESULTADOS EN PANTALLA.

11 4.3 PROGRAMAS QUE INCLUYAN SALTOS CONDICIONADOS Y CÁLCULOS ITERATIVOS.

ESCRIBIR EN LENGUAJE C PROGRAMAS EN LOS QUE SE REQUIERA DEL CONTROL DEL FLUJO DE LA SECUENCIA DE CÁLCULOS MEDIANTE SALTOS CONDICIONADOS Y CICLOS ITERATIVOS.

12 ELABORACIÓN Y EJECUCIÓN DE PROGRAMAS QUE INCLUYAN SALTOS CONDICIONADOS Y CÁLCULOS ITERATIVOS.

ESCRIBIR EN LENGUAJE C PROGRAMAS EN LOS QUE SE REQUIERA DEL CONTROL DEL FLUJO DE LA SECUENCIA DE CÁLCULOS MEDIANTE SALTOS CONDICIONADOS Y CICLOS ITERATIVOS.

13 4.4 ARREGLOS MATRICIALES. SINTAXIS. EJEMPLOS DE APLICACIÓN.

• ESCRIBIR LAS INSTRUCCIONES PARA LA CONFORMACIÓN DE ARREGLOS MATRICIALES EN LENGUAJE C

14 ELABORACIÓN Y EJECUCIÓN DE PROGRAMAS EN LOS QUE SE UTILICEN ARREGLOS MATRICIALES.

• ESCRIBIR Y EJECUTAR PROGRAMAS EN LENGUAJE C EN LOS QUE SE UTILICEN ARREGLOS MATRICIALES N-DIMENSIONALES.

15 4.5 FUNCIONES CREADAS POR EL USUARIO Y SUBRUTINAS. • ESCRIBIR SUS PROPIAS SUBRUTINAS EN LENGUAJE C PARA UTILIZARLAS POSTERIORMENTE EN OTROS ALGORITMOS COMPUTACIONALES.

16 ELABORACIÓN Y EJECUCIÓN DE PROGRAMAS EN LOS QUE SE UTILICEN FUNCIONES CREADAS POR EL USUARIO Y SUBRUTINAS.

• ESCRIBIR Y EJECUTAR PROGRAMAS EN LOS QUE SE UTILICEN FUNCIONES CREADAS POR EL USUARIO Y SUBRUTINAS.

17 UNIDAD V. MANEJO DE ARCHIVOS. 5.1 INTRODUCCIÓN AL MANEJO DE ARCHIVOS. 5.2 ARCHIVOS DE ACCESO SECUENCIAL 5.3 ARCHIVOS DE ACCESO ALEATORIO. 5.4 PROCESAMIENTO DE ARCHIVOS. SINTAXIS DE LAS INSTRUCCIONES DE

APERTURA, CIERRE, LECTURA Y ESCRITURA.

ESPECIFICAR LA FORMA EN QUE SE PUEDEN ABRIR, LEER, CERRAR Y TRASLADAR INFORMACIÓN DE ARCHIVOS DE BASES DE DATOS UTILIZANDO LENGUAJE C

18 ELABORACIÓN Y EJECUCIÓN DE PROGRAMAS INTERACTIVOS PARA EL CONTROL DE LAS ENTRADAS Y SALIDAS DE INFORMACIÓN A UN PROGRAMA

UTILIZAR EL LENGUAJE C PARA MANIPULAR ARCHIVOS.

19 ELABORACIÓN DE PROGRAMAS INTERACTIVOS PARA EL CONTROL DE LAS ENTRADAS Y SALIDAS DE INFORMACIÓN A UN PROGRAMA

ELABORAR PROGRAMAS INTERACTIVOS PARA EL CONTROL DE LAS ENTRADAS Y SALIDAS DE INFORMACIÓN A UN PROGRAMA

20 ELABORACIÓN Y EJECUCIÓN DE PROGRAMAS INTERACTIVOS PARA EL CONTROL DE LAS ENTRADAS Y SALIDAS DE INFORMACIÓN A UN PROGRAMA

• ESCRIBIRY EJECUTAR PROGRAMAS INTERACTIVOS PARA EL CONTROL DE LAS ENTRADAS Y SALIDAS DE INFORMACIÓN A UN PROGRAMA

21 UNIDAD VI. SUBRUTINAS DE BIBLIOTECA. 5.1 CONCEPTO DE SUBRUTINA DE BIBLIOTECA. 5.2 SUBRUTINAS DE BIBLIOTECA PARA LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS

DE QUÍMICA E INGENIERÍA QUÍMICA. 5.3 INVOCACIÓN DE LAS SUBRUTINAS DE BIBLIOTECA.

• IDENTIFICAR Y RECORDAR LAS SUBRUTINAS DE BIBLIOTECA QUE POSEE EL LENGUAJE C

• INVOCAR SUBRUTINAS DEL LENGUAJE C DURANTE LA ELABORACIÓN Y EJECUCIÓN DE UN PROGRAMA.

22 ELABORACIÓN Y EJECUCIÓN DE PROGRAMAS EN LOS QUE SE HAGA USO DE SUBRUTINAS DE BIBLIOTECA.

ESCRIBIR Y EJECUTAR PROGRAMAS EN LOS QUE SE HAGA USO DE SUBRUTINAS DE BIBLIOTECA.

23 5.4 SUBRUTINAS DE BIBLIOTECA PARA: PROCESAMIENTO DE TEXTO. INVOCACIÓN Y USO DE HOJAS DE CÁLCULO. INVOCACIÓN Y USO DE ADMINISTRADORES DE BASES DE DATOS

UTILIZAR SUBRUTINAS DE BIBLIOTECA PARA PROCESAMIENTO DE TEXTO. INVOCACIÓN Y USO DE HOJAS DE CÁLCULO. INVOCACIÓN Y USO DE ADMINISTRADORES DE BASES DE DATOS

24 ELABORACIÓN Y EJECUCIÓN DE PROGRAMAS QUE UTILICEN SUBRUTINAS DE BIBLIOTECA.

ESCRIBIR Y EJECUTAR PROGRAMAS QUE UTILICEN SUBRUTINAS DE BIBLIOTECA.

25 UNIDAD VII. PROGRAMACIÓN. 7.1 PROGRAMACIÓN LINEAL. 7.2 TEORÍA DE REDES, COLAS INVENTARIOS, DECISIONES Y SIMULACIÓN. 7.3 ALGORITMOS ORIENTADOS A PROCESOS.

UNIDAD VII. PROGRAMACIÓN. EXPLICAR EL CONCEPTO DE PROGRAMACIÓN LINEAL. EXPLICAR LA TEORÍA DE REDES, Y LOS CONCEPTOS DE COLAS

INVENTARIOS, DECISIONES Y SIMULACIÓN. EXPLICAR EN QUE CONSISTE EL DISEÑO DE LENGUAJES

ORIENTADOS A PROCESOS.

26 ELABORACIÓN Y EJECUCIÓN DE PROGRAMAS QUE UTILICEN ALGORITMOS DE CÓMPUTO ORIENTADOS A PROCESOS.

ESCRIBIR Y EJECUTAR PROGRAMAS QUE UTILICEN ALGORITMOS DE CÓMPUTO ORIENTADOS A PROCESOS.

27 7.4 ALGORITMOS ORIENTADOS A OBJETOS. 7.4 ESCRIBIR ALGORITMOS DE CÓMPUTO EN LENGUAJES ORIENTADOS A OBJETOS.

28 ELABORACIÓN Y EJECUCIÓN DE PROGRAMAS QUE UTILICEN ALGORITMOS DE CÓMPUTO ORIENTADOS A OBJETOS.

ESCRIBIR Y EJECUTAR PROGRAMAS QUE UTILICEN ALGORITMOS DE CÓMPUTO ORIENTADOS A OBJETOS.

29 •

30 • 31 • 32 • METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA:

EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN DE LOS TEMAS DEL CURSO. CONSTRUCCIÓN Y EJECUCIÓN DE ALGORITMOS COMPUTACIONALES

ASESORADOS DURANTE LAS CLASES DE TALLER DE CÓMPUTO. RESOLUCIÓN DE CUESTIONARIOS.

EVALUACIÓN: SE RECOMIENDAN 3 EXÁMENES PARCIALES. 2 EXÁMENES FINALES.

SE RECOMIENDA TAMBIÉN TOMAR EN CUENTA LOS PROGRAMAS QUE EL ALUMNO ELABORE EN EL TALLER DE CÓMPUTO, ASÍ COMO LAS TAREAS Y TRABAJOS QUE REALICE FUERA DEL AULA. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: NINGUNO PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: PROFESIONALES DE LA QUÍMICA CON CONOCIMIENTOS DE PROGRAMACIÓN., PREFERENTEMENTE INGENIEROS QUÍMICOS. PROFESIONALES DE MATEMÁTICAS APLICADAS Y COMPUTACIÓN.


CHAPRA y CANALE. COMPUTACIÓN PARA INGENIEROS. McGRAW HILL 1ª EDICIÓN. MÉXICO, 1989 ALCALDE, E. y GARCÍA,M. METODOLOGÍA DE LA PROGRAMACIÓN. McGRAW HILL. MÉXICO, 1989 SCHILDT, H. TURBO C. MANUAL DE REFERENCIA Mc GRAW HILL. MÉXICO, 1993 FREEDMAN, A. DICCIONARIO DE COMPUTACIÓN. Mc GRAW HILL. MÉXICO, 1993 GOLDSTEIN y GOLDSTEIN IBM, PC, COMPATIBLES PRENTICE HALL. 4a EDICIÓN. MÉXICO, 1992 LONG,WARRY y LONG, NANCY. MICROCOMPUTADORAS CON TUTORIALES. PRENTICE HALL. MÉXICO, 1992

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA:

• MANUALES DE PROGRAMACIÓN EN LENGUAJE C++ • MANUALES DE PROGRAMACIÓN EN LENGUAJE VISUAL BASIC • MANUALES DE PROGRAMACIÓN EN LENGUAJE FORTRAN • MANUALES DE PROGRAMACIÓN EN LENGUAJE PASCAL

TERCER SEMESTRE



PROGRAMA DE LA MATERIA: FENÓMENOS DE TRANSPORTE , QUE CURSARÁN LOS ALUMNOS DE TERCER SEMESTRE . DE INGENIERÍA QUÍMICA , HORAS/SEMANA : 5 (3 TEÓRICAS/2 TALLER) CRÉDITOS : 8 CLAVE: 1324 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

SECCIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA CAMPO: BÁSICO . CARÁCTER: OBLIGATORIO . MODALIDAD: CURSO TEÓRICO . ASIGNATURA PRECEDENTE: CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL ASIGNATURA SUBSECUENTE: FLUJO DE FLUIDOS

INTRODUCCIÓN.

EN LA MAYORÍA DE LOS FENÓMENOS NATURALES Y PROCESOS INDUSTRIALES, INTERVIENEN FENÓMENOS FÍSICOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR, DIFUSIÓN MÁSICA O DE FLUJO DE FLUIDOS. LA CARACTERIZACIÓN DE DICHOS FENÓMENOS MEDIANTE MODELOS MATEMÁTICOS HA SIDO POSIBLE EN BASE A CONCEPTOS TALES COMO FLUJOS VECTORIALES, DIVERGENCIA, FUERZAS IMPULSORAS Y GRADIENTES, ASÍ COMO LA FORMULACIÓN DE LAS ECUACIONES DIFERENCIALES CORRESPONDIENTES Y SUS RESPECTIVAS SOLUCIONES. LAS ANALOGÍAS FENOMENOLÓGICAS ENTRE ESTE TIPO DE PROCESOS, ASÍ COMO LA SEMEJANZA DE LOS MODELOS MATEMÁTICOS CORRESPONDIENTES, HAN PERMITIDO ESTUDIARLOS DENTRO DE UN SOLO CAMPO DE LA FÍSICA, CONOCIDO COMO FENÓMENOS DE TRANSPORTE. LAS APLICACIONES AL DISEÑO DE EQUIPOS Y OPERACIONES UNITARIAS DE LA INGENIERÍA QUÍMICA, SON DIRECTAS. LOS MODELOS MATEMÁTICOS DERIVADOS DE LA TEORÍA DE LOS FENÓMENOS DE TRANSPORTE DESCRIBEN LOS PROCESOS FÍSICOS DE MAYOR INCIDENCIA EN LAS OPERACIONES UNITARIAS DE LA INDUSTRIA QUÍMICA. VISUALIZANDO TAL SITUACIÓN, EN 1960, EN LA UNIVERSIDAD DE COLORADO, RONALD BYRON BIRD IMPLEMENTÓ EL PRIMER CURSO DE FENÓMENOS DE TRANSPORTE EN UNO DE LOS PRIMEROS SEMESTRES DE LA CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA, CON LA FINALIDAD DE ESTABLECER UN ENLACE ENTRE LAS ASIGNATURAS BÁSICAS DE FÍSICA Y LAS MATERIAS DE INGENIERÌA. EN ESTE CURSO SE DAN VARIOS EJEMPLOS RELACIONADOS CON LA CARACTERIZACIÓN DE LOS PERFILES DE VELOCIDAD, TEMPERATURA Y CONCENTRACIÓN PARA FENÓMENOS DE TRANSPORTE UNIDIMENSIONALES EN DIFERENTES CONFIGURACIONES GEOMÉTRICAS. EL ALUMNO APRENDERÁ A MODELAR MATEMÁTICAMENTE DICHOS PROCESOS A PARTIR DE LAS ECUACIONES CONSTITUTIVAS Y LA ADECUADA INTRODUCCIÓN DE LAS CONDICIONES DE FRONTERA. LA MAYORÍA DE LOS EJEMPLOS A RESOLVER CORRESPONDEN A ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS DE VARIABLES SEPARABLES, AUNQUE TAMBIÉN SE DESCRIBEN UNOS CUANTOS PROCESOS BI Y TRIDIMENSIONALES. LA ASIGNATURA SE CURSA PARALELAMENTE A CÁLCULO VECTORIAL, ELECTROMAGNETISMO Y ECUACIONES DIFERENCIALES. EN CADA UNO DE ESTOS CURSOS SE ANALIZA EL SENTIDO FÍSICO DE LAS FUNCIONES DEL CÁLCULO VECTORIAL, Y EN ESTE SE HACE ÉNFASIS EN SUS APLICACIONES A LA FÍSICA E INGENIERÍA. TAMBIÉN EN VARIAS OCASIONES, LAS ECUACIONES CONSTITUTIVAS DAN LUGAR A ECUACIONES DIFERENCIALES QUE SE ANALIZAN CON MAYOR PROFUNDIDAD EN LA ASIGNATURA CORRESPONDIENTE. EN ESTE CASO, LA SOLUCIÓN QUE SE PRESENTA AQUÍ, SIRVE COMO REFUERZO A LOS MÉTODOS QUE EL ALUMNO APRENDE EN DICHO CURSO DE MATEMÁTICAS.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE : FORMULAR MODELOS MATEMÁTICOS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE PROCESOS DE FLUJO DE CALOR, DIFUSIÓN MÁSICA EN MEZCLAS DE MULTICOMPONENTES Y TRANSPORTE DE MOMENTUM, PARA SITUACIONES DE FLUJO UNIDIMENSIONAL EN DIFERENTES SISTEMAS DE COORDENADAS, E INTEGRAR LAS ECUACIONES DIFERENCIALES CORRESPONDIENTES PARA CARACTERIZAR LOS FLUJOS DE CALOR, MASA O MOMENTUM, RESPECTIVAMENTE, ASÍ COMO LOS PERFIELES DE TEMPERATURA, CONCENTRACIÓN Y VELOCIDAD, ASOCIADOS. P R O G R A M A : No. de sesión



1 I. INTRODUCCIÓN. 1.1 ASPECTOS HISTÒRICOS. 1.2 IMPORTANCIA DE LOS FENÓMENOS DE TRANSPORTE EN LA FORMACIÓN

PROFESIONAL DEL INGENIERO QUÍMICO. 1.3 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE UN FENÓMENO DE TRANSPORTE.. 1.4 ANALOGÍAS ENTRE LA TRANSFERENCIA MOLECULAR UNIDIMENSIONAL DE

MOMENTUM, MASA Y CALOR. 1.5 DEFINICIÒN DE FENÓMENO DE TRANSPORTE.

EXPLICAR LAS ANALOGÍAS FENOMENOLÓGICAS DE LOS PROCESOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR, DIFUSIÓN MOLECULAR Y TRANSPORTE DE MOMENTUM, QUE PERMITEN ESTUDIARLOS COMO UN ÁREA DE LA FÍSICA, DENOMINADA FENÓMENOS DE TRANSPORTE.

EXPLICAR EL MODELO GENERALIZADO DE TRANSPORTE MOLECULAR UNIDIRECCIONAL, EXPLICANDO EL SIGNIFICADO FÍSICO DE CADA UNO DE SUS TÉRMINOS.

DAR UNA DEFINICIÓN DE FENÓMENO DE TRANSPORTE

2 II. CONCEPTOS FUNDAMENTALES 2.1 MECANISMOS DE TRANSPORTE 2.2 TRANSPORTE MOLECULAR

• ENTIDAD FÍSICA A TRANSPORTAR • FUERZA IMPULSORA (GRADIENTES) • RESISTENCIA DEL MEDIO AL TRANSPORTE

2.3 MODELOS MATEMÁTICOS BÁSICOS PARA TRANSPORTE MOLECULAR UNIDIRECCIONAL LEY DE NEWTON DE LA VISCOSIDAD LEY DE FOURIER LEY DE FICK

2.4 TRANSPORTE CONVECTIVO o MODELO MATEMÁTICO GENERALIZADO PARA EL

TRANSPORTE CONVECTIVO

EXPLICAR LOS DOS TIPOS DE TRANSPORTE: EL MOLECULAR DEBIDO AL GRADIENTE DE UN POTENCIAL IMPULSOR, Y EL CONVECTIVO, DEBIDO A LA TRANSFERENCIA ASOCIADA AL MOVIMIENTO DE UNA CORRIENTE DE FLUIDO.

ESCRIBIR UN MODELO MATEMÁTICO GENERALIZADO, TANTO PARA EL TRANSPORTE MOLECULAR COMO PARA EL TRANSPORTE CONVECTIVO, EXPLICANDO EL SIGNIFICADO FÍSICO DE CADA TÉRMINO INVOLUCRADO.

3 III. SIGNIFICADO FÍSICO DE LAS FUNCIONES DEL CÁLCULO VECTORIAL 3.1 EL OPERADOR VECTORIAL DIFERENCIAL NABLA 3.2 FUNCIÓN GRADIENTE. DEFINICIÓN Y SIGNIFICADO FÍSICO 3.3 FUNCIÓN FLUJO VECTORIAL. DEFINICIÓN Y SIGNIFICADO. 3.4 TEOREMA DE LA DIVERGENCIA DE GAUSS. 3.5 ECUACIÓN DE CONTINUIDAD.

• IDENTIFICAR AL OPERADOR NABLA COMO UN OPERADOR QUE EVALÚA DERIVADAS DIRECCIONALES Y LAS SUMA VECTORIALMENTE.

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LA FUNCIÓN GRADIENTE DE UN CAMPO VECTORIAL Y DAR EJEMPLOS DE FENÓMENOS FÍSICOS REGIDOS POR EL GRADIENTE DE UNA FUNCIÓN ESCALAR

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LA FUNCIÓN FLUJO VECTORIAL Y SU RELACIÓN MATEMÁTICA CON LA FUNCIÓN DIVERGENCIA

• OBTENER LA ECUACIÓN DE CONTINUIDAD A PARTIR DEL BALANCE DIFERENCIAL DE MATERIA EN UN CAMPO DE VELOCIDADES DE UN FLUIDO.

4 3.6 FUNCIÓN CIRCULACIÓN VECTORIAL 3.7 TEOREMA DEL ROTACIONAL DE STOKES 3.8 CAMPOS IRROTACIONALES Y CAMPOS DE POTENCIAL

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LA FUNCIÓN CIRCULACIÓN VECTORIAL Y SU RELACIÓN MATEMÁTICA CON EL ROTACIONAL DEL CAMPO.

• IDENTIFICAR LA IRROTACIONALIDAD DE UN CAMPO VECTORIAL COMO LA CONDICIÓN NECESARIA Y SUFICIENTE DE LA EXISTENCIA DE UNA FUNCIÓN POTENCIAL CON LA QUE SE PUEDE DESCRIBIR EL CAMPO VECTORIAL, Y RELACIONARLO CON LAS LEYES DE FOURIER Y FICK

5 3.9 FUNCIÓN LAPLACIANO EJERCICIOS DE CÁLCULO VECTORIAL

ESCRIBIR EL LAPLACIANO DE UNA FUNCIÓN ESCALAR Y DE UNA FUNCIÓN VECTORIAL, EXPLICANDO SUS SIGNIFICADOS FÍSICOS.

6 EJERCICIOS DE CÁLCULO VECTORIAL. • CÁLCULO Y REPRESENTACIÓN DE GRADIENTES. • FLUJO VECTORIAL PROVOCADO POR UNA FUENTE

PUNTUAL A TRAVÉS DE UNA SUPERFICIE ESFÉRICA. • FLUJO VECTORIAL PROVOCADO POR UNA FUENTE PUNTUAL A TRAVÉS DE

UNA SUPERFICIE PLANA • FLUJO VECTORIAL PROVOCADO POR UNA FUENTE CILÍNDRICA TRAVÉS DE

UNA SUPERFICIE CILÍNDRICA CONCÉNTRICA • CÁLCULO DE CIRCULACIONES VECTORIALES Y ROTACIONALES.

• RESOLVER EJERCICIOS DE CÁLCULO DE GRADIENTES, DIVERGENCIAS, ROTACIONALES, FLUJOS VECTORIALES Y CIRCULACIONES VECTORIALES, EN DIFERENTES CONFIGURACIONES GEOMÉTRICAS.

7 o IV. TRANSPORTE DE MOMENTUM. 4.1 DEFINICIÓN DE FLUIDO. 4.2 TENSOR DESFUERZOS. 4.3 RELACIÓN ESFUERZOS-RAPIDEZ DE DEFORMACIÓN EN UN FLUIDO. 4.4 LEY DE NEWTON DE LA VISCOSIDAD. 4.5 FLUIDOS NEWTONIANOS Y NO NEWTONIANOS. 4.6 MODELOS REOLÓGICOS

• IDENTIFICAR A UN FLUIDO COMO UNA SUSTANCIA CON MUY POCA RESISTENCIA A LOS ESFUERZOS DE CORTE Y DONDE SE LLEVA A CABO UN TRANSPORTE DE MOMENTUM MOLECULAR.

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DEL TENSOR DE ESFUERZOS COMO EL TRANSPORTE DE UNA CANTIDAD VECTORIAL (MOMENTUM) EN EL ESPACIO TRIDIMENSIONAL.

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO DEL TÉRMINO REOLOGÍA, E IDENTIFICAR LOS DIFERENTES TIPOS DE FLUIDOS POR SU COMPORTAMIENTO REOLÓGICO.

8 4.7 ECUACIÓN DE CONTINUIDAD 4.8 ECUACIÓN DE MOVIMIENTO 4.8.1 FORMULACIÓN EULERIANA 4.8.2 FORMULACIÓN LAGRANGIANA (EC. DE NAVIER-STOKES)

• UTILIZAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LA FUNCIÓN DIVERGENCIA PARA ESCRIBIR LA ECUACIÓN DE CONTINUIDAD.

• UTILIZAR UN BALANCE ENVOLVENTE DE MOMENTUM SOBRE UN VOLUMEN DE CONTROL EN UN CAMPO DE VELOCIDADES, Y APROVECHAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LAS FUNCIONES GRADIENTE Y DIVERGENCIA, PARA ESCRIBIR LA FORMULACIÓN EULERIANA DE LA ECUACIÓN DE MOVIMIENTO.

• UTILIZAR LA SEGUNDA LEY DE NEWTON DE LA MECÁNICA CLÁSICA PARA ESCRIBIR LA FORMULACIÓN LAGRANGIANA DE LA ECUACIÓN DE MOVIMIENTO DE UN FLUIDO.

9 • EJERCICIOS PARA IDENTIFICACIÓN DEL COMPORTAMIENTO REOLÓGICO DE FLUIDOS NO NEWTONIANOS

• EJERCICIOS DE UTILIZACIÓN DE LA ECUACIÓN DE CONTINUIDAD

UTILIZAR LAS GRÀFICAS ESFUERZO-RAPIDEZ DE DEFORMACIÓN, PARA IDENTIFICAR EL COMNPORTAMIENTO REOLÓGICO DE FLUIDOS REALES.

SIMPLIFICAR E INTEGRAR LA ECUACIÓN DE CONTINUIDAD PARA VARIOS EJEMPLOS DE FLUJO EN ESTADO ESTACIONARIO.

10 4.9 DERIVADA SUSTANCIAL. 4.10 EQUIVALENCIA ENTRE LAS FORMULACIONES EULERIANA Y LAGRANGIANA

DE LA ECUACIÓN DE MOVIMIENTO

EXPLICAR EL SIGNIFICADO Y LA UTILIDAD DE LA DERIVADA SUSTANCIAL PARA CONVERTIR LAS OBSERVACIONES DESDE UIN SISTEMA DE REFERENCIA FIJO A UNO MÓVIL.

11 4.11 FLUJO LAMINAR DE FLUIDOS NEWTONIANOS Y NO NEWTONIANOS 4.11.1 FLUJO DE HAGEN-POSEUILLE PARA FLUIDOS NO NEWTONIANOS

• SIMPLIFICAR LA ECUACIÓN DE NAVIER-STOKES PARA FLUJO LAMINAR UNIDIRECCIONAL EN ESTADO ESTACIONARIO, E INTEGRAR LA ECUACIÓN DIFERENCIAL ORDINARIA DE VARIABLES SEPARABLES RESULTANTE, INTRODUCIENDO LAS CONDICIONES DE FRONTERA ADECUADAMENTE, PARA OBTENER EL PERFIL DE VELOCIDAD Y EL FLUJO VOLUMÉTRICO A TRAVÈS DE UN TUBO.

• UTILIZAR LA ECUACIÓN DE HAGEN POISEUILLE PARA DESCRIBIR EL FUNCIONAMIENTO DE UN FLUJÒMETRO DE PRESIÓN DIFERENCIAL Y PARA ESTABLECER UN CRITERIO DE DIÁMETRO ÓPTIMO DE TUBERÍA

12 EJERCICIOS DE CARACTERIZACIÓN DE PERFILES DE VELOCIDAD DE FLUIDOS NEWTONIANOS Y NO NEWTONIANOS EN CONFIGURACIONES DE FLUJO SENCILLAS: • FLUJO DE COUETTE EN ESTADO ESTACIONARIO • FLUJO LAMINAR A TRAVÉS DE PLACAS PLANAS PARALELAS

• SIMPLIFICAR LA ECUACIÓN DE NAVIER STOKES PARA EL CASO DE FLUIDOS NO NEWTONIANOS, INTEGRAR LA ECUACIÓN DIFERENCISAL RESULTANTE, E INTRODUCIR ADECUADAMENTE LAS CONDICIONES DE FRONTERA Y OBTENER LOS PERFILES DE VELOCIDAD EN DIFERENTES CONFIGURACIONES DE FLUJO.

13 4.11.2 DESCENSO GRAVITACIONAL SOBRE UNA PARED PLANA 4.11.3 DISTRIBUCIÓN DE PRESIÓN ESTÁTICA

• RESOLVER LA ECUACIÓN DE NAVIER-STOKES CON CONDICIONES DE FRONTERA LIBRE

• SIMPLIFICAR LA ECUACIÓN DE NAVIER-STOKES PARA EL CASO DE UN FLUIDO ESTÁTICO Y OBTENER LA DISTRIBUCIÓN DE PRESIONES EN EL INTERIOR DE UN RECIPIENTE Y EN LA ATMÓSFERA ISOTÉRMICA DE UN PLANETA ESFÉRICO HIPOTÉTICO

14 4.11.4 DESCENSO GRAVITACIONAL SOBRE UNA PARED CILÍNDRICA. • SIMPLIFICAR LA ECUACIÓN DE MOVIMIENTO EN COORDENADAS CILÍNDRICAS PARA UNA TUBERÍA DE DESAGÛE Y PARA UN RECIPIENTE QUE SE DERRAMA, RESOLVIENDO AMBOS EN UN SOLO PASO Y LLEGANDO A UN MODELO MATEMÁTICO VÁLIDO PARA AMBAS SITUACIONES.

15 EJERCICIOS DE CARACTERIZACIÓN DE PERFILES DE VELOCIDAD DE FLUIDOS NEWTONIANOS Y NO NEWTONIANOS EN CONFIGURACIONES DE FLUJO SENCILLAS. • FLUJO A TRAVÉS DE UNA SECCIÓN ANULAR • FLUJO ENTRE CILINDROS CONCÉNTRICOS ROTATORIOS

• SIMPLIFICAR LA ECUACIÓN DE NAVIER STOKES PARA EL CASO DE FLUIDOS NO NEWTONIANOS, INTEGRAR LA ECUACIÓN DIFERENCISAL RESULTANTE, E INTRODUCIR ADECUADAMENTE LAS CONDICIONES DE FRONTERA Y OBTENER LOS PERFILES DE VELOCIDAD EN DIFERENTES CONFIGURACIONES DE FLUJO.

16 4.11.5 FLUJO DE COUETTE EN RÉGIMEN TRANSITORIO UTILIZAR LA FUNCIÓN DE ERROR PARA CARACTERIZAR EL FLUJO DE COUETTE EN ESTADO TRANSITORIO Y LAS SERIES DE FOURIER PARA UNA SOLUCIÓN ALTERNATIVA.

17 4.11.6 FLUJO A TRAVÉS DE UN CANAL RECTANGULAR. o EXPLICAR LA FORMA EN QUE SE EMPLEA EL MÉTODO DE SEPARACIÓN DE VARIABLES Y LAS SERIES DE FOURIER PARA LA RESOLUCIÓN DE LA ECUACIÓN DE LAPLACE QUE CARACTERIZA EL FLUJO DE UN FLUIDO NEWTONIANO A TRAVÉS DE UN CANAL RECTANGULAR.

18 SIMULACIÓN COMPUTACIONAL DE FLUJOS EN RÉGIMEN TRANSITORIO Y ESTACIONARIOS BIDIMENSIONALES

UTILIZAR SOFTWARE ELABORADO POR EL PROFESOR PARA REPRESENTAR LOS PERFILES DE VELOCIDAD DE FLUJOS BIDIMENSIONALES Y EN RÉGIMEN TRANSITORIO

19 4.12 FLUJO POTENCIAL BIDIMENSIONAL CONDICIÓN DE IRROTACIONALIDAD Y SOLENOIDALIDAD DEL CAMPO DE

VELOCIDADES FUNCIONES DE POTENCIAL Y DE CORRIENTE ECUACIONES DE CAUCHY-RIEMANN PROBLEMAS INVERSOS EN FENÓMENOS DE TRANSPORTE MAPAS CONFORMACIONALES PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN

EXPLICAR LAS CONDICIONES FÍSICAS Y MATEMÁTICAS EN LAS QUE SE PRESENTA UN FLUJO DE POTENCIAL EN UN CAMPO DE VELOCIDADES, Y UTILIZAR LA TEORÍA DE VARIABLE COMPLEJA PARA IDENTIFICAR LAS PARTES REAL E IMAGINARIA DE UNA FUNCIÓN COMPLEJA, PARA TRAZAR LAS LÍNEAS DE CORRIENTE Y EQUIPOTENCIALES DE UN MAPA CONFORMACIONAL

20 EJEMPLOS DE PROBLEMAS INVERSOS EN TRANSPORTE DE MOMENTUM • REPRESENTAR GRÁFICAMENTE LAS LÍNEAS DE CORRIENTE Y LAS LÍNEAS EQUIPOTENCIALES PARA OBTENER UNA VISIÓN GRÁFICA DE LOS MAPAS CONFORMACIONALES PARA FLUJO DE POTENCIAL BIDIMENSIONAL

21 EJERCICIOS DIVERSOS • 22 4.13 CAPA LÍMITE HIDRODINÁMICA

• DEFINICIÓN • TEORÍA DE CAPA LÍMITE DE LUDWIG PRANDTL • SIMPLIFICACIÓN DE LA ECUACIÓN DE NAVIER-STOKES PARA EL FLUJO EN

LA CAPA LÍMITE • SOLUCIÓN DE BLAUSIUS

EXPLICAR EL CONCEPTO DE CAPA LÍMITE HIDRODINÁMCA, SIMPLIFICAR LA ECUACIÓN DE NAVIER-STOKES PARA OBTENER LA ECUACIÓN DE PRANDTL DE LA CAPA LÍMITE, E INTEGRARLA PARA DIFERENTES CASOS.

23 • EJEMPLOS DE CÁLCULO DE PERFILES DE VELOCIDAD Y FORMA GEOMÉTRICA DE LA CAPA LÍMITE HIDRODINÁMICA

• CALCULAR LA GEOMETRÍA Y DISTRIBUCIÓN DE VELOCIDADES EN EL INTERIOR DE UNA CAPA LÍMITE

24 EJERCICOS DE CÁLCULO DE CAPA LÍMITE HIDRODINÁMICA • CALCULAR LA GEOMETRÍA Y DISTRIBUCIÓN DE VELOCIDADES EN EL INTERIOR DE UNA CAPA LÍMITE

25 4.14 TURBULENCIA • CARACTERÍSTICAS DISTINTIVAS DE UN FLUJO TURBULENTO :

ALEATORIEDAD ESPACIO-TEMPORAL, PRESENCIA DE REMOLINOS, CASCADA DE ENERGÍA

• CONSECUENCIAS MATEMÁTICAS DE LAS PROPIEDADES DE LA TURBULENCIA: NECESIDAD DE FORMULACIÓN ESTADÍSTICA, ROTACIONAL DIFERENTE A CERO, FLUCTUACIONES DE VELOCIDAD, ETCÉTERA

• ECUACIÓN DE REYNOLDS, FLUCTUACIONES DE VELOCIDAD Y EL PROBLEMA DE CERRADURA

• MODELOS DE CERRADURA: BOUSSINESQ, LONGITUD DE MEZCLA DE PRANDTL, MODELO K-ÈPSILON DE KOLMOGOROV

• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS DISTINTIVAS DE UN FLUJO TURBULENTO Y LAS CONSECUENCIAS MATEMÁTICAS DE CADA UNA DE ELLAS.

• OBTENER LA ECUACIÓN DE REYNOLDS DE MOVIMIENTO EN TIEMPO PROMEDIADO, A PARTIR DE LA FORMULACIÓN EULERIANA DE LA ECUACIÓN DE MOVIMIENTO, INTRODUCIENDO LA VELOCIDAD INSTANTÁNEA COMO EL VALOR PROMEDIO MÁS UNA FLUCTUACIÓN ALEATORIA, Y LLEGANDO AL PROBLEMA DE CERRADURA.

• EXPLICAR LOS FUNDAMENTOS DE LOS DIVERSOS MODELOS DE CERRADURA

26 • CÁLCULO DE PERFILES DE VELOCIDAD DE FLUJOS TURBULENTOS EN DIFERENTES CONFIGURACIONES DE FLUJO UTILIZANDO EL MODELO DE LONGITUD DE MEZCLA DE PRANDTL. FLUJO EN UN TUBO

• CALCULAR PERFILES DE VELOCIDAD DE FLUJOS TURBULENTOS EN DIFERENTES CONFIGURACIONES DE FLUJO UTILIZANDO EL MODELO DE LONGITUD DE MEZCLA DE PRANDTL.

27 EJERCICIOS DE DETERMINACIÓN DE PERFILES DE VELOCIDAD EN FLUJO TURBULENTO VÍA MODELO DE CERRADURA DE LONGITUD DE MEZCLA DE PRANDTL: • FLUJO ENTRE PLACAS PARALELAS • CHORRO CÓNICO

• CALCULAR PERFILES DE VELOCIDAD DE FLUJOS TURBULENTOS EN DIFERENTES CONFIGURACIONES DE FLUJO UTILIZANDO EL MODELO DE LONGITUD DE MEZCLA DE PRANDTL.

28 V. TRANSFERENCIA DE CALOR 5.1 NOTAS HISTÓRICAS DEL DESARROLLO DE LA TEORÍA DEL TRANSPORTE DE

CALOR. 5.2 TRANSPORTE DE CALOR POR CONDUCCIÓN

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LA SEGUNDA LEY DE FOURIER, UTILIZANDO SUS CONOCIMIENTOS A CERCA SEL SIGNIFICADO DE LA FUNCIÓN DIVERGENCIA, LAPLACIANO Y DERIVADAS TEMPORALES.

29 5.3 CONDUCCIÓN UNIDIMENSIONAL EN ESTADO ESTACIONARIO. PAREDES COMPUESTAS.

5.4 CONDUCCIÓN UNIDIMENSIONAL EN ESTADO ESTACIONARIO. ALETAS DE ENFRIAMIENTO

• RESOLVER PROBLEMAS DE TRANSPORTE UNIDIREACCIONAL POR CONDUCCIÓN EN ESTADO ESTACIONARIO

30 EJERCICIOS DE CONDUCCIÓN UNIDIMENSIONAL DE CALOR EN ESTADO ESTACIONARIO

• RESOLVER PROBLEMAS DE TRANSPORTE UNIDIREACCIONAL POR CONDUCCIÓN EN ESTADO ESTACIONARIO

31 5.5 TRANSPORTE DE CALOR POR CONDUCCIÓN TRIDIMENSIONAL EN ESTADO TRANSITORIO A TRAVÈS DE UN PRISMA RECTANGULAR

• DETERMINAR EL PERFIL DE TEMPERATURA T= T(X,Y,Z,t) EN UN BLOQUE RECTANGULAR, RESOLVIENDO LA ECUACIÓN DE FOURIER PARA CONDUCCIÓN NO ESTACIONARIA, E INTEGRÁNDOLA POR MEDIO DE SERIES DE FOURIER.

32 5.6 CONDUCCIÓN ESTACIONARIA DE CALOR EN COORDENADAS CILÍNDRICAS. FUNCIONES BESSEL

• ESCRIBIR LA ECVUACIÓN DE FOURIER EN COORDENADAS CILÍNDRICAS PARA ESTADO TRANSITORIO, E INTEGRARLA UTILIZANDO EL MÉTODO DE SEPARACIÓN DE VATRIABLES Y FUNCIONES DE BESSEL, PARA HALLAR LOS PERFILES DE TEMPERATURA EN UN DISCO Y EN UN CILINDRO, CON CONDICIONES ISOTÉRMICAS EN LOS BORDES.

33 EJERCICIOS DIVERSOS DE CONDUCCIÓN DE CALOR • CONDUCCIÓN CON GENERACIÓN INTERNA DE CALOR • CONDUCCIÓN ENTRE CILINDROS CONCÉNTRICOS EN ESTADO

ESTACIONARIO

• RESOLVER PROBLEMAS DE CONDUCCIÓN UNIDIMENSIONAL DE CALOR EN ESTADO ESTACIONARIO

34 5.7 CONVECCIÓN. 5.8 CONVECCIÓN NATURAL

• EXPLICAR EL MECANISMO DE TRANSPORTE DE CALOR POR CONVECCIÓN NATURAL Y ESCRIBIR EL MODELO MATEMÁTICO QUE LA CARACTERIZA

• HALLAR EL PERFIL DE TEMPERATURAS PARA FLUJO DE CALOR ENTRE DOS PLACAS VERTICALES PARALELAS A DIFERENTE TEMPERATURA

35 5.9 CONVECCIÓN FORZADA • EXPLICAR EL MECANISMO DE TRANSPORTE DE CALOR POR CONVECCIÓN FORZADA Y ESCRIBIR EL MODELO MATEMÁTICO QUE LA CARACTERIZA.

• EXPLICAR LA FORMA EN QUE SE CALCULA EL PERFIL DE TEMPERATURAS EN LA TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONVECCIÓN FORZADA.

36 EJERCICIOS DE DETERMINACIÓN DE PERFILES DE TEMPERATURA Y FLUJOS DE CALOR EN FENÓMENOS DE CONVECCIÓN NATURAL Y FORZADA.

• CALCULAR PERFILES DE TEMPERATURA EN SISTEMAS EN LOS QUE DENOMINA LA TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONVECCIÓN

37 4.9 FLUJO DE POTENCIAL BIDIMENSIONAL DE CALOR. 4.10 CAPA LÍMITE TÉRMICA

• RESOLVER POR ANALOGÍA CON LA TEORÍA DE FLUJO DE POTENCIAL HIDRODINÁMICA, PROBLEMAS INVERSOS RELACIONADOS CON LA TRANSFERENCIA DE CALOR

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LA CAPA LÍMITE TÉRMICA Y LA SOLUCIÓN DE POHLHAUSEN

38 4.11 TRANSPORTE CALOR EN FLUJO TURBULENTO

• ESCRIBIR LAS ECUACIONES CONSTITUTIVAS DE LA TRANSFERENCIA DE CALOR PROMEDIADA EN EL TIEMPO, E INTRODUCIR EL TÉRMINO DE TRANSPORTE DE CALOR TURBULENTO.

• DETERMINAR PERFILES DE TEMPERATURA EN EL INTERIOR DE FLUJOS TURBULENTOS

39 EJERCICIOS DIVERSOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR • RESOLVER EJERCICIOS DIVERSOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR 40 VI TRANSFERENCIA DE MASA

4.9 LEY DE FICK DE LA DIFUSIÓN MOLECULAR. 4.10 DIFUSIÓN MOLECULAR DE A EN B ESTÀTICO

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LA LEY DE FICK. • DETERMINAR LOS PERFILES DE CONCENTRACIÓN EN PROCESOS DE

DIFUSIÓN UNIDIMENSIONAL EN ESTADO ESTACIONARIO

41 4.11 DIFUSIÓN MOLECULAR CONTRARIA EQUIMOLAR

• DETERMINAR PERFILES DE CONCENTRACIÓN EN PROCESOS DE DIFUSIÓN CONTRARIA EQUIMOLAR Y NO EQUIMOLAR

42 EJERCICIOS • DETERMINAR PERFILES DE CONCENTRACIÓN EN PROCESOS DE DIFUSIÓN CONTRARIA EQUIMOLAR Y NO EQUIMOLAR, O DE A EN B ESTÁTICO, EN DIFERENTES SISTEMAS DE COORDENADAS.

43 4.12 DIFUSIÓN CONVECTIVA 4.13 CAPA LÍMITE DIFUSIONAL

• EXPLICAR EL MECANISMO DE LA DIFUSIÓN CONVECTIVA Y ESCRIBIR LOS MODELOS MATEMÁTICOS.

• EXPLICAR LA FORMA Y DISTRIBUCIÓN DE CONCENTRACIONES EN EL INTERIOR DE UNA CAPA LÍMITE DIFUSIONAL

44 6.6 DIFUSIÓN EN RÉGIMEN TURBULENTO. • EXPLICAR LA FENOMENOLOGÍA DE LA TRANSFERENCIA DE MASA EN RÉGIMEN TURBULENTO, ESCRIBIENDO LOS MODELOS MATEMÁTICOS ÚTILES EN LA DETERMINACIÓN DE LAS DISTRIBUCIONES DE CONCENTRACIÓN DE LAS DIFERENTES ESPECIES EN EL SENO DE UN FLUJO TURBULENTO.

45 EJERCICIOS DIVERSOS DE TRANSFERENCIA DE MASA • RESOLVER PROBLEMAS DE TRANSFERENCIA DE MASA. 46 VII ANALOGÍAS

7.1 SISTEMAS ANÁLOGOS Y PERFILES EQUIVALENTES • IDENTIFICAR LAS ANALOGÍAS ENTRE LOS DIFERENTES FENÓMENOS DE

TRANSPORTE, Y COMO SE PUEDE RESOLVER UN PROBLEMA DE TRANSFERENCIA DE MASA, MAPEANDO SIMPLEMENTE ALGUNA SOLUCIÓN CONOCIDA EN TRANSPORTE DE CALOR O DE MOMENTUM, O VICEVERSA.

47 EJERCICIOS • 48 EJERCICIOS • METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA:

• EXPOSICIÓN ORAL DE LOS TEMAS POR PARTE DEL PROFESOR • SESIONES DE TALLER DE RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS ASESORADAS POR EL PROFESOR

EVALUACIÓN :

• SERIES DE EJERCICIOS Y CUESTIONARIOS • EXÁMENES PARCIALES Y FINALES • PARTICIPACIONES EN CLASE • TAREAS

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL PERFIL PROFESIOGRÀFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: INGENIERO QUÍMICO, FÍSICO O INGENIERO EN ALIMENTOS.

BIBLIOGRAFÍA:

BÁSICA: BENNET & MYERS. MOMENTUM, HEAT AND MASS TRANSFER. Mc GRAW HILL. USA, 1982 BIRD, RONALD BYRON; STEWART, W. E. & LIGHTFOOT, S. FENÓMENOS DE TRANSPORTE. REVERTÉ EDICIONES. MÉXICO. 1995 BIRD, RONALD BYRON; STEWART, W. E. & LIGHTFOOT, S. TRANSPORT PHENOMENA, 2nd EDITION. JOHN WILEY AND SONS. NEW YORK, 2002 COSTA NOVELLA, J. INGENIERÍA QUÍMICA. TOMO II, FENÓMENSO DE TRANSPORTE. REVERTÉ. MÉXICO, 1998 FOGIEL, M. TRANSPORT PHENOMENA PROBLEM SOLVER. REA. NEW JERSEY, 1988 FOGIEL, M . HEAT TRANSFER PROBLEM SOLVER. REA. NEW JERSEY, 1988 GEANKOPLIS, CHRISTIE. PROCESOS DE TRANSPORTE Y OPERACIONES UNITARIAS. CECSA, MÉXICO,1999. LOGAN, BRUCE E. ENVIRONMENTAL TRANSPORT PROCESS. JOHN WILEY AND SONS. NEW YORK, 1999 THEODORE, LOUIS. TRANSPORT PHENOMENA. MC GRAW HILL. NEW YORK, 1975

KOTAKE, SUSUMU. NUMERICAL SIMULATIONS OF HEAT TRANSFER AND FLUID FLOW ON A PERSONAL COMPUTER. ACADEMIC PRESS, NEW YORK, USA, 1993.

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: BEEK, MUTZAAL. TRANSPORT PHENOMENA. JOHN WILEY AND SONS. LONDON, 1967 PITA , L. Y RUIZ, H. ANÁLISIS VECTORIAL. MC. GRAW HILL , MÉXICO, 1993 MURRAY, R. Y SPIEGEL, M.R. ANÁLISIS VECTORIAL Y UNA INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS TENSORIAL.. MC GRAW HILL, BOGOTÁ, COLOMBIA, 1973 EDWARDS, C.H. Y PENNEY, D.E. ECUACIONES DIFERENCIALES ELEMENTALES. PRENTICE HALL HISPANOAMERICANA. MÉXICO, 1993.


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE LA MATERIA: CÁLCULO VECTORIAL , QUE CURSARÁN LOS ALUMNOS DE TERCER SEMESTRE DE INGENIERÍA QUÍMICA , HORAS/SEMANA : 4 (2 TEÓRICAS/2 TALLER) CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1321 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICAS. SECCIÓN DE SISTEMAS MATEMÁTICOS CONTINUOS. CAMPO: BÁSICO . CARÁCTER: OBLIGATORIO . MODALIDAD: CURSO . ASIGNATURA PRECEDENTE: CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA.

INTRODUCCIÓN EL PRESENTE CURSO ESTÁ DEDICADO AL CÁLCULO E INTERPRETACIÓN FÍSICA DE LAS FUNCIONES DEL ANÁLISIS VECTORIAL, ES DECIR AL CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL DE FUNCIONES VECTORIALES MULTIDEPENDIENTES O CÁLCULO DE VARIAS VARIABLES. LAS FUNCIONES DERIVADAS DEL ANÁLISIS VECTORIAL, GRADIENTE, DIVERGENCIA, ROTACIONAL Y LAPLACIANO, HAN PERMITIDO ESCRIBIR LAS LEYES DE LA FÍSICA DE UNA FORMA GENERALIZADA. UNA GRAN CANTIDAD DE DICHOS MODELOS DE LA FÍSICA-MATEMÁTICA SON DE APLICACIÓN DIRECTA A LA INGENIERÍA QUÍMICA, CONCRETAMENTE EN EL ÁREA DE FENÓMENOS DE TRANSPORTE Y OPERACIONES UNITARIAS, POR LO QUE SU ESTUDIO ES DE VITAL IMPORTANCIA EN LA FORMACIÓN PROFESIONAL DEL INGENIERO QUÍMICO. A FINALES DEL SIGLO XIX, EL FÍSICO ESCOCÉS JAMES CLERK MAXWELL, RESUMIÓ LA TEORÍA ELECTROMAGNÉTICA CLÁSICA A UN CONJUNTO DE CUATRO ECUACIONES, DOS PARA EL FLUJO DE LOS CAMPOS ELÉCTRICO Y MAGNÉTICO, RESPECTIVAMENTE; Y DOS PARA LA CIRCULACIÓN VECTORIAL DE LOS CAMPOS ELÉCTRICO Y MAGNÉTICO, PRODUCIDAS POR LAS VARIACIONES DEL FLUJO DEL OTRO CAMPO, RESPECTIVAMENTE. LA ECUACIÓN DE NAVIER-STOKES QUE DESCRIBE LA DINÁMICA DE UN FLUIDO, EN SU FORMULACIÓN VECTORIAL, VÁLIDA PARA CUALQUIER SISTEMA DE COORDENADAS, SE ESCRIBE EN TÉRMINOS DE GRADIENTES Y DIVERGENCIAS. LO MISMO OCURRE CON LA ECUACIÓN DE FOURIER PARA LA TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONDUCCIÓN Y LA LEY DE FICK PARA LA DIFUSIÓN MOLECULAR. LA CONDICIÓN DE IRROTACIONALIDAD DE UN CAMPO DE FUERZAS VECTORIAL, PERMITE DESCRIBIR A DICHO CAMPO EN TÉRMINOS DEL GRADIENTE DE UNA FUNCIÓN ESCALAR. OBTENIÉNDOSE MODELOS MATEMÁTICOS PARA CAMPOS DE POTENCIAL EN LAS ÁREAS DE GRAVITACIÓN, TRANSFERENCIA DE MASA, FLUJO DE POTENCIALBIDIMENSIONAL, TRANSFERENCIA DE CALOR Y TERMODINÁMICA CLÁSICA. EN MUCHAS APLICACIONES PRÁCTICAS DE LA FÍSICA Y LA INGENIERÍA SE TIENEN QUE CARACTERIZAR CAMPOS LAPLACIANOS. EJEMPLOS DE DICHAS SITUACIONES SE ENCUENTRAN EN LA TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONDUCCIÓN, EN LA DINÁMICA DE FLUJOS DE POTENCIAL Y EN LA TRANSFERENCIA DE MASA POR DIFUSIÓN MOLECULAR, EN ESTADO ESTACIONARIO. EL CÁLCULO DE INTEGRALES DOBLES, TRIPLES Y MÚLTIPLES, TANTO DESDE EL PUNTO DE VISTA GEOMÉTRICO COMO FÍSICO, ES IMPORTANTE EN APLICACIONES PRÁCTICAS DE LA INGENIERÍA. LA DETERMINACIÓN DE LOS MÁXIMOS Y MÍNIMOS DE FUNCIONES MULTIDEPENDIENTES TAMBIÉN SE ABORDARÁN EN ESTE CURSO.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO. FORMULAR MODELOS MATEMÁTICOS BASADOS EN EL CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL DE VECTORES, QUE PERMITAN DESCRIBIR FENÓMENOS FÍSICOS CUYA CARACTERIZACIÓN CORRESPONDA A FUNCIONES ESCALARES O VECTORIALES DE UNA O VARIAS VARIABLES Y APLICAR LOS MÉTODOS DEL ANÁLISIS MATEMÁTICO PARA INTEGRAR, DERIVAR Y OPTIMIZAR DICHAS FUNCIONES, SIN PERDER DE VISTA EL SIGNIFICADO FÍSICO Y GEOMÉTRICO, ASÍ COMO LAS APLICACIONES PRÁCTICAS DERIVADAS DE CADA UNA DE ELLAS. ESTE CURSO ES FUNDAMENTAL PARA LAS ASIGNATURAS PARALELAS DE ELECTROMAGNETISMO Y FENÓMENOS DE TRANSPORTE, ASÍ COMO PARA LAS MATERIAS SUBSECUENTES DE MECÁNICA DE FLUIDOS, TRANSFERENCIA DE CALOR Y TRANSFERENCIA DE MASA, ES DECIR, FORMA PARTE IMPORTANTE DE LA COLUMNA VERTEBRAL DE LA FORMACIÓN MATEMÁTICA DEL ESTUDIANTE DE INGENIERÍA QUÍMICA.


• DETERMINAR MÁXIMOS Y MÍNIMOS DE FUNCIONES DE DOS O MÁS VARIABLES, RELACIONANDO EL CÁLCULO DE DICHOS EXTREMALES CON PROBLEMAS GENERALES DE OPTIMIZACIÓN EN INGENIERÍA, DONDE LAS FUNCIONES SON MULTIDEPENDIENTES.

• CALCULAR E INTERPRETAR LAS VARIACIONES DE UNA FUNCIÓN VECTORIAL DE VARIABLE REAL CON RESPECTO A UNA O TODAS LAS VARIABLES DE QUE DEPENDA, ASÍ COMO EN UNA DIRECCIÓN ESPECÍFICA, Y DE UTILIZARLAS PARA RESOLVER PROBLEMAS FÍSICOS Y GEOMÉTRICOS EN EL SISTEMA DE REFERENCIA MÁS CONVENIENTE.

• CALCULAR LA FUNCIÓN GRADIENTE DE UN CAMPO ESCALAR E INTERPRETAR SU SIGNIFICADO FÍSICO. • EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LA FUNCIÓN FLUJO VECTORIAL Y RELACIONARLO CON LA FUNCIÓN DIVERGENCIA DE

UN CAMPO VECTORIAL MEDIANTE EL TEOREMA DE LA DIVERGENCIA DE GAUSS-OSTROGRADSKII. • CALCULAR EL FLUJO DE UN CAMPO VECTORIAL MEDIANTE LA SUMA DE PROYECCIONES DEL VECTOR DE CAMPO EN

DIRECCIÓN DE LOS ELEMENTOS DE SUPERFICIE PARA UNA SUPERFICIE CERRADA Y MEDIANTE LA INTEGRAL DE VOLUMEN DEL DIVERGENTE DE LA FUNCIÓN VECTORIAL, ADEMÁS DE RELACIONAR LOS FLUJOS DE CAMPOS VECTORIALES CON VARIAS DE LAS LEYES FUNDAMENTALES DE LA FÍSICA.

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LA FUNCIÓN CIRCULACIÓN VECTORIAL Y RELACIONARLA CON LA FUNCIÓN ROTACIONAL DEL CAMPO VECTORIAL MEDIANTE EL TEOREMA DE STOKES.

• CALCULAR LA CIRCULACIÓN DE UN CAMPO VECTORIAL MEDIANTE LA SUMA DE LAS PROYECCIONES DEL VECTOR DE CAMPO EN DIRECCIÓN DE LOS ELEMENTOS DIFERENCIALES DE TRAYECTORIA PARA UN CONTORNO CERRADO Y POR MEDIO DEL FLUJO DEL ROTACIONAL A TRAVÉS DE LA SUPERFICIE ENCERRADA POR DICHO CONTORNO.

• EXPLICAR LAS CONSECUENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS DE QUE UN CAMPO VECTORIAL SEA IRROTACIONAL. • EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS MATEMÁTICAS DE UN CAMPO DE POTENCIAL, UN CAMPO SOLENOIDAL Y UN CAMPO

LAPLACIANO, Y DAR EJEMPLOS FÍSICOS DE ELLOS. • MODELAR MATEMÁTICAMENTE Y RESOLVER PROBLEMAS GEOMÉTRICOS Y FÍSICOS QUE INVOLUCREN EL CÁLCULO DE

INTEGRALES MÚLTIPLES EN EL SISTEMA DE REFERENCIA MÁS ADECUADO.

• P R O G R A M A No. de sesión



1 I. CÁLCULO DIFERENCIAL DE FUNCIONES DE VARIAS VARIABLES. 1.1. FUNCIONES DE DOS VARIABLES • GRÁFICAS TRIDIMENSIONALES DE FUNCIONES DE DOS VARIABLES. • DIAGRAMAS DE CONTORNO. • FUNCIONES LINEALES BIDEPENDIENTES. 1.2. FUNCIONES DE MÁS DE DOS VARIABLES. • LÍMITES Y CONTINUIDAD.

• ESCRIBIR EXPRESIONES MATEMÁTICAS QUE DESCRIBAN LA DISTRIBUCIÓN ESPACIAL DE FUNCIONES BIDEPENDIENTES.

• EXPLICAR EL USO DE LAS DIFERENTES FORMAS DE REPRESENTAR GRÁFICAMENTE LA DISTRIBUCIÓN ESPACIAL DE FUNCIONES BIDEPENDIENTES.

• CALCULAR EL LÍMTE DE FUNCIONES DE DOS O MÁS VARIABLES Y ESTABLECER LOS CRITERIOS DE CONTINUIDAD DE DICHAS FUNCIONES.

2 • VISUALIZACIÓN GRÁFICA DE LA REPRESENTACIÓN TRIDIMENSIONAL DE FUNCIONES DE DOS VARIABLES.

• VISUALIZACIÓN GRÁFICA DE FUNCIONES DE DOS VARIABLES EN DIAGRAMAS DE CONTORNO.

• EJERCICIOS DE CÁLCULO DE LÍMITES DE FUNCIONES MULTIDEPENDIENTES

• UTILIZAR ALGÚN PROGRAMA DE CÓMPUTO PARA LLEVAR A CABO LA REPRESENTACIÓN GRÁFICA TRIDIMENSIONAL DE FUNCIONES BIDEPENDIENTES.

• UTILIZAR ALGÚN PAQUETE DE CÓMPUTO PARA VISUALIZAR GRÁFICAMENTE LOS DIAGRAMAS DE CONTORNO DE FUNCIONES BIDEPENDIENTES.

• CALCULAR LÍMITES DE FUNCIONES MULTIDEPENDIENTES.

3 1.3. DERIVACIÓN PARCIAL DE FUNCIONES MULTIDEPENDIENTES. 1.4. DERIVADAS DIRECCIONALES EN EL PLANO. EJEMPLOS 1.5. DERIVADAS DIRECCIONALES EN EL ESPACIO. EJEMPLOS

• EXPLICAR EL PROCEDIMIENTO DE DERIVACIÓN PARCIAL DE FUNCIONES MULTIDEPENDIENTES.

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE DERIVADA DIRECCIONAL DE FUNCIONES CONTINUAS EN ESPACIOS BI Y TRIDIMENSIONALES.

4 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE DERIVADAS PARCIALES DE FUNCIONES MULTIDEPENDIENTES.

• EJERCICIOS DEL CÁLCULO DE DERIVADAS DIRECCIONALES EN EL PLANO Y EN EL ESPACIO.

• CALCULAR DERIVADAS PARCIALES DE FUNCIONES MULTIDEPENDIENTES

• CALCULAR DERIVADAS DIRECCIONALES DE FUNCIONES CONTINUAS EN ESPACIOS BI Y TRIDIMENSIONALES.

• UTILIZAR EL CRITERIO DE LA DERIVACIÓN PARCIAL SUCESIVA EN X E Y PARA DETERMINAR LOS MÁXIMOS, MÍNIMOS Y PUNTOS SILLA DE FUNCIONES BIDEPENDIENTES.

• UTILIZAR LA MATRIZ HESSIANA Y SU DETERMINANTE PARA DETERMINAR LOS PUNTOS CRÍTICOS DE UNA FUNCIÓN BIDEPENDIENTE.

• UTILIZAR LA DETERMINANTE HESSIANA PARA DETERMINAR LOS PUNTOS CRÍTICOS DE FUNCIONES MULTIDEPENDIENTES.

5 II. EXTREMALES DE FUNCIONES MULTIDEPENDIENTES. 2.1. MÁXIMOS Y MÍNIMOS DE FUNCIONES BIDEPENDIENTES. • CÁLCULO DE MÁXIMOS Y MÍNIMOS RELATIVOS Y ABSOLUTOS DE

FUNCIONES DE DOS VARIABLES. • IDENTIFICACIÓN DE PUNTOS CRÍTICOS Y PUNTOS SILLA. 2.2. CRITERIO DE LA SEGUNDA DERIVADA PARA FUNCIONES

BIDEPENDIENTES. • APLICACIÓN DEL CRITERIO DE LA SEGUNDA DERIVADA PARA HALLAR

LOS PUNTOS CRÍTICOS DE FUNCIONES BIDEPENDIENTES. • MATRIZ Y DETERMINANTE HESSIANA. • GENERALIZACIÓN A FUNCIONES CON “N” VARIABLES

INDEPENDIENTES.

6 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE PUNTOS CRÍTICOS DE FUNCIONES BIDEPENDIENTES.

• RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE OPTIMIZACIÓN DE FUNCIONES MULTIDEPENDIENTES.

• VISUALIZACIÓN GRÁFICA DE LOS MÁXIMOS Y MÍNIMOS ABSOLUTOS Y RELATIVOS ASÍ COMO PUNTOS SILLA DE FUNCIONES BIDEPENDIENTES.

• DETERMINAR LOS PUNTOS CRÍTICOS DE FUNCIONES BIDEPENDIENTES MEDIANTE EL CRITERIO DE LA SEGUNDA DERIVADA Y EL USO DE LA DETERMINANTE HESSIANA.

• RESOLVER PROBLEMAS DE OPTIMIZACIÓN DE FUNCIONES MULTIDEPENDIENTES.

• UTILIZAR PROGRAMAS DE CÓMPUTO PARA VISUALIZAR LOS PUNTOS CRÍTICOS DE FUNCIONES BIDEPENDIENTES.

7 2.3. OPTIMIZACIÓN NO RESTRINGIDA DE FUNCIONES MULTIDEPENDIENTES. 2.4. OPTIMIZACIÓN RESTRINGIDA DE FUNCIONES MULTIDEPENDIENTES. • MULTIPLICADORES DE LAGRANGE. • RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE MÁXIMOS Y MÍNIMOS CON

RESTRICCIONES.

• EXPLICAR EL PROCEDIMIENTO DE OPTIMIZACIÓN LIBRE DE RESTRICCIONES DE FUNCIONES MULTIDEPENDIENTES.

• EXPLICAR EL FUNDAMENTO DEL MÉTODO DE MULTIPLICADORES DE LAGRANGE PARA LA OPTIMIZACIÓN RESTRINGIDA DE FUNCIONES MULTIDEPENDIENTES.

8 • RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE OPTIMIZACIÓN RESTRINGIDA Y NO RESTRINGIDA. EJEMPLOS GEOMÉTRICOS Y FÍSICOS.

• VISUALIZACIÓN GRÁFICA DE LA OPTIMIZACIÓN DE FUNCIONES MULTIDEPENDIENTES.

• RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE OPTIMIZACIÓN UTILIZANDO MULTIPLICADORES DE LAGRANGE.

• FORMULAR LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS FÍSICOS Y GEOMÉTRICOS DE OPTIMIZACIÓN NO RESTRINGIDA.

• FORMULAR LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS FÍSICOS Y GEOMÉTRICOS DE OPTIMIZACIÓN RESTRINGIDA UTILIZANDO LOS MULTIPLICADORES DE LAGRANGE.

• UTILIZAR UN PAQUETE DE CÓMPUTO PARA REPRESENTAR GRÁFICAMENTE LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE OPTIMIZACIÓN DE FUNCIONES MULTIDEPENDIENTES.

9 PRIMER EXAMEN PARCIAL 10 III. FUNCIONES Y CAMPOS VECTORIALES.

3.1. DEFINICIÓN DE FUNCIONES Y CAMPOS VECTORIALES. • EJEMPLOS GEOMÉTRICOS DE FUNCIONES VECTORIALES. • EJEMPLOS FÍSICOS DE FUNCIONES VECTORIALES. 3.2. CONCEPTOS DE LÍMITE Y CONTINUIDAD DE FUNCIONES VECTORIALES • CÁLCULO DE LÍMITES DE FUNCIONES VECTORIALES. • CONTINUIDAD DE FUNCIONES VECTORIALES. 3.3. REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE CAMPOS VECTORIALES.

• EXPLICAR LOS CONCEPTOS DE FUNCIÓN Y CAMPO VECTORIAL. • DAR EJEMPLOS FÍSICOS Y GEOMÉTRICOS DE CAMPOS VECTORIALES. • APLICAR EL TEOREMA DE L’HOPITAL AL CÁLCULO DEL LÍMITE DE

FUNCIONES VECTORIALES. • EXPLICAR EL CRITERIO DE CONTINUIDAD DE FUNCIONES

VECTORIALES • ESCRIBIR EXPRESIONES MATEMÁTICAS QUE DESCRIBAN LA

DISTRIBUCIÓN ESPACIAL DE CAMPOS VECTORIALES. • UTILIZAR UN PAQUETE DE CÓMPUTO PARA REPRESENTAR

GRÁFICAMENTE LA DISTRIBUCIÓN ESPACIAL DE CAMPOS VECTORIALES

11 3.4. DERIVADA DE FUNCIONES VECTORIALES DE VARIABLE ESCALAR. • DEFINICIÓN, SIGNIFICADO GEOMÉTRICO Y CÁLCULO. • FÓRMULAS ESPECIALES DE DERIVACIÓN. 3.5 ECUACIÓN VECTORIAL DE UNA CURVA. • RELACIÓN ENTRE LAS ECUACIONES PARAMÉTRICAS, LA ECUACIÓN

VECTORIAL Y LAS ECUACIONES CARTESIANAS DE UNA CURVA EN EL ESPACIO.

• ANÁLISIS DE CURVAS A TRAVÉS DE LA LONGITUD DE ARCO COMO PARÁMETRO.

• APLICACIONES A LA FÍSICA. 3.6 ECUACIÓN VECTORIAL DE UNA SUPERFICIE • RELACIÓN ENTRE LA ECUACIÓN VECTORIAL Y LA ECUACIÓN

PARAMÉTRICA DE SUPERFICIES EN COORDENADAS CARTESIANAS.

• CALCULAR LA DERIVADA DE UNA FUNCIÓN VECTORIAL Y EXPLICAR SU SIGNIFICADO FÍSICO Y GEOMÉTRICO.

• ESCRIBIR LA FORMA VECTORIAL DE UNA CURVA EN EL ESPACIO Y RELACIONARLA CON SU ECUACIÓN PARAMÉTRICA.

• CALCULAR LA LONGITUD DE UNA CURVA. • RESOLVER PROBLEMAS GEOMÉTRICOS Y FÍSICOS EN LOS QUE SE

REQUIERA CALCULAR LA LONGITUD DE UNA TRAYECTORIA CURVILÍNEA

• REPRESENTAR VECTORIALMENTE UNA SUPERFICIE, MEDIANTE UN VECTOR NORMAL.

• EXPLICAR LA RELACIÓN MATEMÁTICA ENTRE LA ECUACIÓN VECTORIAL Y LA ECUACIÓN PARAMÉTRICA DE UNA SUPERFICIE.

• TRANSFORMAR LA ECUACIÓN PARAMÉTRICA DE UNA SUPERFICIE EN SU CORRESPONDIENTE ECUACIÓN VECTORIAL.

12 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE LA DERIVADA DE UNA FUNCIÓN VECTORIAL.

• EJERCICIOS DE TRANSFORMACIÓN DE LA ECUACIÓN DE UNA CURVA A SU FORMULACIÓN VECTORIAL

• EJERCICIOS DE TRANSFORMACIÓN DE LA ECUACIÓN PARAMÉTRICA DE UNA SUPERFICIE A SU FORMULACIÓN VETCORIAL

• CALCULAR LA DERIVADA DE UNA FUNCIÓN VECTORIAL. • TRANSFORMAR LA ECUACIÓN PARAMÉTRICA DE UNA CURVA A SU

FORMULACIÓN VECTORIAL. • TRANSFORMAR LA ECUACIÓN PARAMÉTRICA DE UNA SUPERFICIE A SU

FORMULACIÓN VECTORIAL.

13 3.7. DERIVADA PARCIAL DE FUNCIONES VECTORIALES DE VARIABLE VECTORIAL.

• INTERPRETACIÓN GEOMÉTRICA EN EL CASO DE SUPERFICIES. • IDENTIFICACIÓN DE PUNTOS SINGULARES. 3.8. DIFERENCIAL DE FUNCIONES VECTORIALES DE VARIABLE ESCALAR Y

VECTORIAL. • DERIVADA DIRECCIONAL DE UNA FUNCIÓN ESCALAR. • CONCEPTO DE FUNCIÓN GRADIENTE.

• EXPLICAR EL PROCEDIMIENTO DE DERIVACIÓN PARCIAL DE FUNCIONES VECTORIALES Y SU SIGNIFICADO GEOMÉTRICO.

• IDENTIFICAR LOS PUNTOS DE DISCONTINUIDAD DE LAS DERIVADAS PARCIALES DE UNA FUNCIÓN VECTORIAL.

• CALCULAR LA DERIVADA DIRECCIONAL DE UNA FUNCIÓN ESCALAR Y EXPLICAR SU SIGNIFICADO GEOMÉTRICO Y FÍSICO.

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE FUNCIÓN GRADIENTE DE UN CAMPO ESCALAR Y EL DE GRADIENTE DE UN CAMPO VECTORIAL.

14 • EJERCICIOS DE DERIVACIÓN PARCIAL DE FUNCIONES VECTORIALES. • DETERMINACIÓN DE PUNTOS SINGULARES Y CRÍTICOS DE FUNCIONES

VECTORIALES DE VARIABLE VECTORIAL. • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE DERIVADAS DIRECCIONALES DE

FUNCIONES ESCALARES. • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE GRADIENTES DE FUNCIONES ESCALARES Y

VECTORIALES.

• CALCULAR LA DERIVADA PARCIAL DE DIFERENTES FUNCIONES VECTORIALES.

• IDENTIFICAR LOS PUNTOS SINGULARES Y PUNTOS CRÍTICOS DE UNA FUNCIÓN VECTORIAL MEDIANTE CRITERIOS DE DERIVACIÓN PARCIAL.

• CALCULAR LA DERIVADA DIRECCIONAL DE DIFERENTES FUNCIONES ESCALARES.

• CALCULAR EL GRADIENTE DE FUNCIONES ESCALARES Y VECTORIALES

15 3.9. COORDENADAS CURVILÍNEAS. • COORDENADAS CURVILÍNEAS ORTOGONALES: CILÍNDRICAS Y

ESFÉRICAS. • ECUACIONES DE TRANSFORMACIÓN DE COORDENADAS. • JACOBIANO DE LA TRANSFORMACIÓN DE COORDENADAS Y

DETERMINACIÓN DE LA INVERSA DEL JACOBIANO. PROPIEDADES DEL JACOBIANO. DEFINICICIÓN E INTERPRETACIÓN DE LOS PUNTOS SINGULARES.

• DIFERENCIAL DE TRAYECTORIA EN COORDENADAS CURVILÍNEAS. • DIFERENCIAL DE ÁREA Y DE VOLUMEN EN COORDENADAS

CURVILÍNEAS.

• EXPLICAR EL USO DE LOS SISTEMAS DE COORDENADAS CURVILÍNEAS ORTOGONALES, ESPECIALMENTE LAS COORDENADAS CILÍNDRICAS Y ESFÉRICAS.

• EXPLICAR LA PROCEDENCIA DE LAS RELACIONES TRIGONOMÉTRICAS DE TRANSFORMACIÓN ENTRE COORDENADAS CARTESIANAS Y COORDENADAS CURVILÍNEAS.

• EXPLICAR EL USO DEL JACOBIANO EN LA TRANSFORMACIÓN DE COORDNADAS CURVILÍNEAS A CARTESIANAS Y VICEVERSA.

• EXPLICAR EL USO DE LA DERIVADA DEL JACOBIANO PARA OBTENER LA DIFERENCIAL DE TRAYECTORIA EN COORDENADAS CURVILÍNEAS.

• EXPLICAR LA FORMA DE CALCULAR LAS DIFERENCIALES DE ÁREA Y VOLUMEN EN COORDENADAS CURVILÍNEAS.

16 • EJERCICIOS DE TRANSFORMACIÓN DE COORDENADAS CARTESIANAS A CURVILÍNEAS Y VICEVERSA.

• EJERCICIOS DE CÁLCULO DE LONGITUD DE TRAYECTORIA EN COORDENADAS CURVILÍNEAS.

• EJERCICIOS DE CÁLCULO DE DIFERENCIALES DE ÁREA Y VOLUMEN EN COORDENADAS CURVILÍNEAS.

• TRANSFORMAR COORDENADAS CARTESIANAS EN CURVILÍNEAS Y VICEVERSA UTILIZANDO LAS RELACIONES TRIGONOMÉTRICAS CORRESPONDIENTES Y MEDIANTE EL USO DEL JACOBIANO.

• UTILIZAR LA DERIVADA DEL JACOBIANO PARA OBTENER LA DIFERENCIAL DE TRAYECTORIA EN COORDENADAS CURVILÍNEAS E INTEGRAR LA EXPRESIÓN DIFERENCIAL RESULTANTE PARA CALCULAR LA LONGITUD DE TRAYECTORIA.

• EXPRESAR LAS DIFERENCIALES DE SUPERFICIE EN COORDENADAS CURVILÍNEAS E INTEGRARLAS PARA OBTENER EL ÁREA DE DICHAS SUPERFICIES.

• EXPRESAR LAS DIFERENCIALES DE VOLUMEN EN COORDENADAS CURVILÍNEAS E INTEGRARLAS PARA OBTENER EL VOLUMEN TOTAL DE FRACCIONES DE ESFERAS Y CILINDROS.

17 IV. ANÁLISIS DIFERENCIAL DE FUNCIONES Y CAMPOS VECTORIALES. 4.1. EL OPERADOR VECTORIAL DIFERENCIAL “NABLA” . • DEFINICIÓN DEL OPERADOR NABLA EN COORDENADAS CARTESIANAS • DEFINICIÓN DE NABLA EN COORDENADAS CILÍNDRICAS Y ESFÉRICAS. 4.2. FUNCIÓN GRADIENTE DE UN CAMPO ESCALAR • DEFINICIÓN. • SIGNIFICADO FÍSICO. 4.3 FUNCIÓN FLUJO VECTORIAL. • DEFINICIÓN. • SIGNIFICADO FÍSICO • EJEMPLOS DE APLICACIÓN. FLUJO VECTORIAL DE LAS LÍNEAS DE

CAMPO PRODUCIDAS POR UNA FUENTE PUNTUAL A TRAVÉS DE UNA SUPERFICIE CIRCULAR O RECTANGULAR.

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO DEL OPERADOR VECTORIAL DIFERENCIAL NABLA Y DARÁ SU DEFINICIÓN EN DIFERENTES SISTEMAS DE COORDENADAS.

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LA FUNCIÓN GRADIENTE DE UNA FUNCIÓN ESCALAR COMO EL VECTOR QUE APUNTA EN LA DIRECCIÓN DE MAYOR RAPIDEZ DE CAMBIO DE DICHA FUNCIÓN ESCALAR CON LA DISTANCIA. DAR EJEMPLOS FÍSICOS.

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LA FUNCIÓN FLUJO VECTORIAL DEFINIDA COMO LA SUMA DE PROYECCIONES DEL CAMPO VECTORIAL EN DIRECCIÓN DE LOS ELEMENTOS DIFERENCIALES DE SUPERFICIE Y COMO UNA FORMA DE CUANTIFICAR EL NÚMERO DE LÍNEAS DE CAMPO QUE ATRAVIESAN DICHA SUPERFICIE.

18 • EJEMPLOS DE CÁLCULO DE LA FUNCIÓN GRADIENTE • REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LA FUNCIÓN GRADIENTE DE CAMPOS

ESCALARES. • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE LA FUNCIÓN FLUJO VECTORIAL. • REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LA FUNCIÓN FLUJO VECTORIAL

• CALCULAR LA FUNCIÓN GRADIENTE DE UN CAMPOS ESCALAR EN DIFERENTES SISTEMAS DE COORDENADAS Y UTILIZAR ALGÚN PAQUETE DE CÓMPUTO PARA SU VISUALIZACIÓN GRÁFICA.

• CALCULAR LA FUNCIÓN FLUJO VECTORIAL Y UTILIZAR ALGÚN PAQUETE DE CÓMPUTO PARA SU VISUALIZACIÓN GRÁFICA.

19 4.4 FUNCIÓN DIVERGENCIA DE UN CAMPO VECTORIAL. • DEFINICIÓN EN COORDENADAS CARTESIANAS. • SIGNIFICADO FÍSICO. • FUENTES Y SUMIDEROS DE LÍNEAS DE CAMPO. EJEMPLOS FÍSICOS. • CAMPOS SOLENOIDALES. EJEMPLOS FÍSICOS. • TEOREMA DE LA DIVERGENCIA DE GAUSS. RELACIÓN ENTRE LAS

FUNCIONES FLUJO VECTORIAL Y EL DIVERGENTE DEL CAMPO. • DIVERGENCIA EN COORDENADAS CILÍNDRICAS Y ESFÉRICAS.

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LA DIVERGENCIA DE UN CAMPO VECTORIAL Y RELACIONARLA CON LA FUNCIÓN FLUJO VECTORIAL, Y LA EXISTENCIA DE FUENTES Y SUMIDEROS DE LÍNEAS DE CAMPO.

• DEDUCIR Y EXPLICAR EL TEOREMA DE LA DIVERGENCIA DE GAUSS MEDIANTE BALANCES DE FLUJO DE LÍNEAS DE CAMPO A TRAVÉS DE UNA SUPERFICIE GAUSSIANA.

• EXPLICAR LA FORMA DE CÁLCULO DE LA DIVERGENCIA DE UN CAMPO VECTORIAL EN COORDENADAS CARTESIANAS, CILÍNDRICAS Y ESFÉRICAS.

20 • EJERCICIOS DE APLICACIÓN DEL CONCEPTO DE DIVERGENCIA DE UN CAMPO VECTORIAL Y EL TEOREMA DE LA DIVERGENCIA DE GAUSS BAJO DIFERENTES CONFIGURACIONES GEOMÉTRICAS DE LA FUENTE Y DE LA SUPERFICIE EN LA QUE SE PRESENTA EL FLUJO.

• APLICAR EL CONCEPTO DE LA DIVERGENCIA DE UN CAMPO VECTORIAL Y EL TEOREMA DE LA DIVERGENCIA DE GAUSS PARA CALCULAR EL FLUJO VECTORIAL EN APLICACIONES PRÁCTICAS EN DIVERSOS CAMPOS DE LA FÍSICA COMO TRANSFERENCIA DE CALOR, DE MASA, FLUJO DE FLUIDOS, GRAVITACIÓN Y ELECTROMAGNETISMO.

• RESOLVER PROBLEMAS DE CÁLCULO DE FLUJOS VECTORIALES EN LOS QUE, POR EJEMPLO, LA FUENTE SEA PUNTUAL (EMANACIÓN DE LÍNEAS DE CAMPO CON SIMETRÍA ESFÉRICA) Y LA SUPERCICIE EN QUE SE PRESENTA EL FLUJO SEA CIRCULAR (SIMETRÍA EN COORDENADAS CILÍNDRICAS) O RECTANGULAR (SIMETRÍA EN COORDENADAS CARTESIANAS).

• UTILIZAR ALGÚN PAQUETE DE CÓMPUTO PARA EVALUAR LOS FLUJOS VECTORIALES A TRAVÉS DE SUPERFICIES REGULARES E IRREGULARES.

21 4.5. FUNCIÓN CIRCULACIÓN VECTORIAL. • DEFINICIÓN. • SIGNIFICADO FÍSICO. • CÁLCULO DE LA CIRCULACIÓN VECTORIAL. EJEMPLO: CIRCULACIÓN

VECTORIAL EN EL FLUJO DE AGUA SOBRE UNA PLACA PLANA EN RÉGIMEN LAMINAR.

4.6. EL ROTACIONAL DE UN CAMPO VECTORIAL. • DEFINICIÓN. • SIGNIFICADO FÍSICO. • CAMPOS ROTACIONALES E IRROTACIONALES. EJEMPLOS FÍSICOS. • CAMPOS DE POTENCIAL. EJEMPLOS FÍSICOS. • TEOREMA DEL ROTACIONAL DE STOKES. RELACIÓN ENTRE LAS

FUNCIONES CIRCULACIÓN VECTORIAL Y EL ROTACIONAL DEL CAMPO. 4.7. EL LAPLACIANO. • LAPLACIANO DE UNA FUNCIÓN ESCALAR. • LAPLACIANO DE UNA FUNCIÓN VECTORIAL. • CAMPOS LAPLACIANOS. EJEMPLOS FÍSICOS.

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LA FUNCIÓN CIRCULACIÓN VECTORIAL COMO LA SUMA DE LAS PROYECCIONES DEL CAMPO EN DIRECCIÓN DE LOS ELEMENTOS DIFERENCIALES DE TRAYECTORIA PARA UNA TRAYECTORIA CERRADA.

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LA FUNCIÓN ROTACIONAL Y RELACIONARLA CON LA CIRCULACIÓN VECTORIAL MEDIANTE EL TEOREMA DE STOKES.

• DEDUCIR EL TEOREMA DE STOKES A PARTIR DE LA SUMA DE LAS PROYECCIONES DE UN CAMPO VECTORIAL A LO LARGO DE UNA TRAYECTORIA CERRADA DE TAMAÑO FINITO Y TOMANDO EL LÍMITE CUANDO DICHA TRAYECTORIA TIENDE A DIMENSIONES INFINITESIMALES.

• DEMOSTRAR QUE LA IRROTACIONALIDAD DE UN CAMPO VECTORIAL ES CONDICIÓN NECESARIA Y SUFICIENTE PARA QUE EXISTA UNA FUNCIÓN POTENCIAL ESCALAR CON LA QUE SE PUEDE DESCRIBIR MATEMÁTICAMENTE DICHO CAMPO VECTORIAL.

• ESCRIBIR LA DEFINICIÓN DEL LAPLACIANO DE CAMPOS ECALARES Y VECTORIALES Y EXPLICAR SU SIGNIFICADO FÍSICO.

• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS DE UN CAMPO SOLENOIDAL, UN CAMPO IRROTACIONAL, UN CAMPO DE POTENCIAL Y UN CAMPO LAPLACIANO.

22 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE LA FUNCIÓN CIRCULACIÓN VECTORIAL EN APLICACIONES FÍSICAS Y GEOMÉTRICAS.

• EJERCICIOS DE CÁLCULO DE LA FUNCIÓN ROTACIONAL EN APLICACIONES FÍSICAS Y GEOMÉTRICAS.

• EJERCICIOS DE CÁLCULO DEL LAPLACIANO EN APLICACIONES FÍSICAS Y GEOMÉTRICAS.

• LLEVAR A CABO EL CÁLCULO DE LA CIRCULACIÓN VECTORIAL MEDIANTE LA INTEGRAL DE TRAYECTORIA CERRADA O MEDIANTE EL FLUJO DEL ROTACIONAL A TRAVÉS DE LA SUPERFICIE ENCERRADA POR DICHO CONTORNO.

• UTILIZAR ALGÚN PAQUETE DE CÓMPUTO PARA REPRESENTAR GRÁFICAMENTE LAS CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS DE CAMPOS SOLENOIDALES, DE POTENCIAL Y LAPLACIANOS.

23 SEGUNDO EXAMEN PARCIAL 24 V. INTEGRALES DE LÍNEA.

5.1. INTEGRACIÓN DE FUNCIONES VECTORIALES. GENERALIDADES. 5.2. DEFINICIÓN Y PROPIEDADES DE LA INTEGRAL DE LÍNEA. 5.3. INTEGRAL DE TRAYECTORIA CERRADA. RELACIÓN CON LA FUNCIÓN

CIRCULACIÓN VECTORIAL. 5.4. EL TRABAJO MECÁNICO COMO EJEMPLO DE INTEGRALES DE

TRAYECTORIA. 5.5. CAMPOS CONSERVATIVOS Y SU RELACIÓN CON LA INTEGRAL DE

TRAYECTORIA CERRADA. EJEMPLOS FÍSICOS.

• EXPLICAR EL PROCEDIMIENTO DE INTEGRACIÓN DE FUNCIONES VECTORIALES.

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE INTEGRAL DE TRAYECTORIA CERRADA Y SU RELACIÓN CON LA FUNCIÓN CIRCULACIÓN VECTORIAL.

• ESCRIBIR LA DEFINICIÓN GENERAL DE TRABAJO MECÁNICO EN TÉRMINOS DE LA INTREGRAL DE TRAYECTORIA.

• DEFINIR UN CAMPO DE FUERZA CONSERVATIVO COMO AQUÉL EN EL QUE EL TRABAJO REALIZADO A LO LARGO DE CUALQUIER TRAYECTORIA CERRADA ES CERO.

25 • EJERCICIOS DE EVALUACIÓN DE INTEGRALES DE LÍNEA PARA TRAYECTORIAS ABIERTAS O CERRADAS.

• ESPECIFICACIÓN DE CAMPOS CONSERVATIVOS Y NO CONSERVATIVOS. PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA.

• CALCULAR INTEGRALES DE LÍNEA PARA TRAYECTORIAS ABIERTAS O CERRADAS.

• DETERMINAR SI UN CAMPO DE FUERZAS ES O NO CONSERVATIVO. • DAR EJEMPLOS FÍSICOS DE CAMPOS DE FUERZAS CONSERVATIVOS Y

NO CONSERVATIVOS.

26 5.6. DIFERENCIALES EXACTAS. • DEFINICIÓN DE DIFERENCIALES EXACTAS • INTEGRACIÓN DE DIFERENCIALES EXACTAS. • EJEMPLOS DE LA MECÁNICA. • EJEMPLOS DE LA TERMODINÁMICA. 5.7. CÁLCULO DE LA INTEGRAL DE TRAYECTORIA EN COORDENADAS

CILÍNDRICAS Y ESFÉRICAS.

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE DIFERENCIAL EXACTA E IDENTIFICAR A LAS FUNCIONES DE ESTADO COMO AQUELLAS QUE TIENEN DIFERENCIALES EXACTAS.

• LLEVAR A CABO LA INTEGRACIÓN DE DIFERENCIALES EXACTAS. • DAR EJEMPLOS EN MECÁNICA CLÁSICA Y TERMODINÁMICA DE

VARIABLES DE ESTADO QUE TIENE POR LO TANTO DIFERENCIALES EXACTAS

• CALCULAR LA INTEGRAL DE TRAYECTORIA EN COORDENADAS CURVILÍNEAS.

27 • EJERCICIOS DE INTEGRACIÓN DE DIFERENCIALES EXACTAS. • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE INTEGRALES DE TRAYECTORIA EN

COORDENADAS CURVILÍNEAS.

• LLEVAR A CABO LA INTEGRACIÓN DE DIFERENCIALES EXACTAS. • DAR EJEMPLOS EN MECÁNICA CLÁSICA Y TERMODINÁMICA DE

VARIABLES DE ESTADO QUE TIENEN POR LO TANTO DIFERENCIALES EXACTAS.

• CALCULAR INTEGRALES DE TRAYECTORIA EN COORDENADAS CURVILÍNEAS

28 VI. INTEGRALES MÚLTIPLES. 6.1. INTEGRAL DOBLE. • DEFINICIÓN E INTERPRETACIÓN GEOMÉTRICA. • INTEGRABILIDAD DE FUNCIONES CONTINUAS. • CÁLCULO DE LA INTEGRAL DOBLE MEDIANTE INTEGRACIONES

SUCESIVAS. • CONCEPTO E INTERPRETACIÓN GRÁFICA DE REGIONES O DOMINIOS

NORMALES Y REGULARES. • CÁLCULO DE INTEGRALES DOBLES EN COORDENADAS CARTESIANAS,

CILÍNDRICAS Y ESFÉRICAS EN DOMINIOS REGULARES. 6.2. TEOREMA DE GREEN. • ENUNCIADO Y DEMOSTRACIÓN. • EJEMPLOS DE APLICACIÓN DEL TEOREMA DE GREEN.

• EXPLICAR EL PROCEDIMIENTO DE INTEGRACIÓN SUCESIVA PARA RESOLVER INTEGRALES DOBLES EN DOMINIOS NORMALES Y REGULARES.

• EXPLICAR EL TEOREMA DE GREEN.

29 o EJERCICIOS DE RESOLUCIÓN DE INTEGRALES DOBLES EN DIFERENTES SISTEMAS DE COORDENADAS.

o SOLUCIÓN NUMÉRICA DE INTEGRALES DOBLES. o EJERCICIOS DE APLICACIÓN DE LA INTEGRAL DOBLE.

o RESOLVER INTEGRALES DOBLES EN COORDENADAS CARTESIANAS, CILÍNDRICAS Y ESFÉRICAS EN DOMINIOS NORMALES Y REGULARES.

o UTILIZAR ALGÚN PAQUETE DE CÓMPUTO PARA RESOLVER INTEGRALES DOBLES EN REGIONES NORMALES, REGULARES E IRREGULARES.

o RESOLVER PROBLEMAS FÍSICOS DONDE SE NECESITE LA EVALUACIÓN DE INTEGRALES DOBLES.

30 6.3. INTEGRAL TRIPLE. • CÁLCULO DE LA INTEGRAL TRIPLE MEDIANTE INTEGRACIONES

SUCESIVAS EN REGIONES REGULARES. • APLICACIONES DE LA INTEGRAL TRIPLE EN EL CÁLCULO DE

VOLÚMENES, CENTROIDES DE MASA, MOMENTOS DE INERCIA, ETC. EN COORDENADAS CARTESIANAS, CILÍNDRICAS Y ESFÉRICAS.

• GENERALIZACIÓN DEL CONCEPTO DE INTEGRAL MÚLTIPLE.

• RESOLVER INTEGRALES TRIPLES EN COORDENADAS CARTESIANAS, CILÍNDRICAS Y ESFÉRICAS.

• FORMULAR Y RESOLVER PROBLEMAS FÍSICOS Y GEOMÉTRICOS DONDE SE REQUIERA EVALUAR INTEGRALES TRIPLES,

31 o EJERCICIOS DE INTEGRACIÓN MÚLTIPLE EN REGIONES REGULARES E IRREGULARES.

• RESOLVER INTEGRALES TRIPLES EN COORDENADAS CARTESIANAS, CILÍNDRICAS Y ESFÉRICAS.

• FORMULAR Y RESOLVER PROBLEMAS FÍSICOS Y GEOMÉTRICOS DONDE SE REQUIERA EVALUAR INTEGRALES TRIPLES,

• UTILIZAR ALGÚN PROGRAMA DE CÓMPUTO PARA RESOLVER INTEGRALES TRIPLES Y MÚLTIPLES EN VOLÚMENES IRREGULARES.

32 TERCER EXAMEN PARCIAL

TÉCNICA DE ENSEÑANZA. 1.- DESARROLLO DE CONCEPTOS Y MODELOS MATEMÁTICOS EN EL PIZARRÓN. 2.- SOLUCIÓN ANALÍTICA DE LOS MODELOS. 3.- CONSTRUCCIÓN Y EJECUCIÓN DE ALGORITMOS DE CÓMPUTO PARA LA VISUALIZACIÓN GRÁFICA DE LOS CAMPOS VECTORIALES, DE LAS FUNCIONES BIDEPENDIENTES Y DE LAS FUNCIONES DERIVADAS DEL ANÁLISIS VECTORIAL 4.- RESOLUCIÓN DE SERIES DE PROBLEMAS Y CUESTIONARIOS. EVALUACIÓN 1.- SERIES DE PROBLEMAS Y CUESTIONARIOS 2.- EXÁMENES PARTE CONCEPTUAL PARTE DE RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL.

PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: MATEMÁTICOS. INGENIEROS, FÍSICOS, PROFESIONALES DE LA

QUÍMICA

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: BRADLEY, GERALD & SMITH, KARL J. CÁLCULO DE VARIAS VARIABLES. PEARSON EDUCATION. MÉXICO, 1996 HSU, HWEI P. ANÁLISIS VECTORIAL. ADISSON-WESLEY IBEROAMERICANA 3/a EDICIÓN, NEW YORK, USA, 1987 MARSDEN, JERROLD E. & TROMBA, ANTHONY, J. CÁLCULO VECTORIAL. ADISSON-WESLEY LONGMAN 4/a EDICIÓN, NEW YORK, USA, 1998 MC CALLUM, WILLIAMS; GLEASON, ANDREW, W; HUGHES H., DEBORAH CÁLCULO DE VARIAS VARIABLES. CECSA. MÉXICO, 1998

MENA INIESTRA, BALTASAR INTRODUCCIÓN AL CÁLCULO VECTORIAL PARA INGENIERÍA THOMSON LEARNING. MÉXICO, 2003. PITA RUIZ, CLAUDIO CÁLCULO VECTORIAL. PRENTICE HALL HISPANOAMERICANA, 1995 STEWART, JAMES. CÁLCULO MULTIVARIABLE. 4ª EDICIÓN. THOMSON LEARNING, MÉXICO 2002 VELASCO SOTOMAYOR, GABRIEL; LÓPEZ SAURA, IRMA & MARIAN WISNIEWSKI, PIOTR PROBLEMARIO DE CÁLCULO MULTIVARIABLE THOMSON LEARNING. MÉXICO, 2002

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: DAVIS, HARRY Y SNEIDER, ARTHUR D. ANÁLISIS VECTORIAL. MC GRAW-HILL, MÉXICO, 1992 DEMIDOVICH, B.P. CINCO MIL PROBLEMAS DE ANÁLISIS MATEMÁTICO. THOMSON LEARNING. MÉXICO, 2001

RINCÓN, FÉLIX; GARCÍA, ALFONSO; MARTÍNEZ, ÁNGELES CÁLCULO CIENTÍFICO CON MAPLE RA-MA, MADRID, 1995. STROYAN, K.D. CALCULUS USING MATHEMATICA. ACADEMIC PRESS. LONDON, ENGLAND, 1993



PROGRAMA DE LA MATERIA: ECUACIONES DIFERENCIALES , QUE CURSARÁN LOS ALUMNOS DE TERCER SEMESTRE DE INGENIERÍA QUÍMICA , HORAS/SEMANA : 5 (3TEÓRICAS/2TALLER) CRÉDITOS : 8 CLAVE: 1323 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICAS, SECCIÓN DE SISTEMAS MATEMÁTICOS CONTINUOS CAMPO: BÁSICO . CARÁCTER: OBLIGATORIO . MODALIDAD: CURSO . ASIGNATURA PRECEDENTE: CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA.

INTRODUCCIÓN DESDE QUE NEWTON Y LEIBNITZ, EN EL SIGLO XVII, DESARROLLARON LOS FUNDAMENTOS DEL CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL, LA DESCRIPCIÓN DE LOS FENÓMENOS QUE OCURREN EN LA NATURALEZA HAN PODIDO SER CUANTIFICADOS DE UNA MANERA MÁS EXACTA, POR LO MENOS AQUÉLLOS EN LOS QUE LA HIPÓTESIS DE UN UNIVERSO CONTINUO ES VÁLIDA. LA MODELACIÓN MATEMÁTICA EN INGENIERÍA QUÍMICA FRECUENTEMENTE DA LUGAR A ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS, O ECUACIONES DIFERENCIALES PARCIALES, O A SISTEMAS DE ECUACIONES DIFERENCIALES. DESDE EL SIGLO XVIII HASTA NUESTRA FECHA, VARIOS GRANDES MATEMÁTICOS HAN CONTRIBUIDO A LOS MÉTODOS DE SOLUCIÓN ANALÍTICA DE DICHO TIPO DE ECUACIONES DIFERENCIALES. LA LISTA SERÍA INTERMINABLE, PERO PODEMOS MENCIONAR A FROBENIUS, FOURIER, LAPLACE, EULER, BESSEL, LAGRANGE, Y AL MISMO ISAAC NEWTON. ESTE CURSO DE ECUACIONES DIFERENCIALES, ES PRINCIPALMENTE UN CURSO DE MÉTODOS DE INTEGRACIÓN, PERO TAMBIÉN SE ATIENDE A LOS TEOREMAS DE EXISTENCIA Y UNICIDAD. SE TRATA DE EJEMPLIFICAR CON LOS MÉTODOS DE MAYOR APLICACIÓN PRÁCTICA EN INGENIERÍA QUÍMICA.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO. UTILIZAR LOS CONCEPTOS Y PROCEDIMIENTOS DEL CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL PARA APLICAR LOS MÉTODOS ESTÁNDAR DE RESOLUCIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS Y PARCIALES CON CONDICIONES A LA FRONTERA.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS: AL FINAL DEL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: • IDENTIFICAR LOS DIFERENTES TIPOS DE ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS, PARCIALES, LINEALES Y NO LINEALES, ASÍ

COMO SISTEMAS DE ECUACIONES, Y EN FUNCIÓN DE ELLO ELEGIR EL MÉTODO MÁS ADECUADO PARA SU INTEGRACIÓN. • INTRODUCIR ADECUADAMENTE LAS CONDICIONES INICIALES Y/O DE FRONTERA PARA OBTENER LA SOLUCIÓN PARTICULAR DE

UNA ECUACIÓN DIFERENCIAL A PARTIR DE LA SOLUCIÓN GENERAL PREVIAMENTE OBTENIDA. • RESOLVER ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS:

o DE VARIABLES SEPARABLES. o HOMOGÉNEAS. o EXACTAS. o LINEALES DE PRIMER ORDEN. o LINEALES DE ORDEN SUPERIOR. o NO LINEALES.

MEDIANTE LA APLICACIÓN DE LOS MÉTODOS ESTÁNDAR, Y UTILIZAR SOFTWARE PARA LA VISUALIZACIÓN GRÁFICA DE LOS RESULTADOS BAJO DIFERENTES CONDICIONES DE FRONTERA.

• RESOLVER ECUACIONES DIFERENCIALES PARCIALES EN COORDENADAS CARTESIANAS Y CILÍNDRICAS UTILIZANDO SERIES DE FOURIER Y FUNCIONES BESSEL, RESPECTIVAMENTE. ADEMÁS DE ANALIZAR GRÁFICAMENTE LOS RESULTADOS MEDIANTE UTILIZACIÓN DE SOFTWARE.

• EXPLICAR LOS FUNDAMENTOS TEÓRICOS DE CADA UNO DE LOS MÉTODOS DE RESOLUCIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS Y PARCIALES, COMO EL USO DE SERIES DE POTENCIAS DE DONDE PROVIENEN LAS SERIES DE FOURIER, LAS FUNCIONES DE BESSEL Y LOS POLINOMIOS DE LEGENDRE, O EL MAPEO HACIA EL ESPACIO DE LAPLACE Y LA POSTERIOR CONVOLUCIÓN AL ESPACIO DE TIEMPO.

• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DEL COMPORTAMIENTO DE SISTEMAS DE ECUACIONES NO LINEALES Y COMO PUEDEN EVOLUCIONAR ALGUNOS SISTEMAS QUÍMICOS, MECÁNICOS Y ECOLÓGICOS , EN UNA RUTA HACIA EL CAOS.



1 I. INTTRODUCCIÓN A LAS ECUACIONES DIFERENCIALES. 1.1. DEFINICIÓN DE ECUACIÓN DIFERENCIAL. • ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS • ECUACIONES DIFERENCIALES PARCIALES • ORDEN DE UNA ECUACIÓN DIFERENCIAL • LINEALIDAD Y NO LINEALIDAD DE LAS ECUACIONES DIFERENCIALES 1.2. SOLUCIÓN DE UNA ECUACIÓN DIFERENCIAL • SOLUCIÓN GENERAL • SOLUCIÓN PARTICULAR.

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE ECUACIÓN DIFERENCIAL ORDINARIA Y ECUACIÓN DIFERENCIAL PARCIAL, DANDO ALGUNOS EJEMPLOS.

• DETERMINAR SI UNA ECUACIÓN DIFERENCIAL ES LINEAL O NO. • IDENTIFICAR LA SOLUCIÓN GENERAL DE UNA ECUACIÓN DIFERENCIAL COMO UNA FAMILIA

DE CURVAS Y LA PARTICULAR COMO UNA INTEGRANTE DE DICHA FAMILIA, Y CONVERTIR UNA SOLUCIÓN GENERAL EN PARTICULAR INTRODUCIENDO CONDICIONES INICIALES O DE FRONTERA.

2 II. ECUACIONES DIFERENCIALES DE PRIMER ORDEN. 2.1. ECUACIONES QUE SE RESUELVEN POR INTEGRACIÓN DIRECTA. 2.2. EXISTENCIA Y UNICIDAD DE SOLUCIONES. 2.3. ECUACIONES DIFERENCIALES DE VARIABLES SEPARABLES. 2.4. EJEMPLOS DE FENÓMENOS FÍSICOS GOBERNADOS POR ECUACIONES

DIFERENCIALES DE PRIMER ORDEN DE VARIABLES SEPARABLES. • FORMULACIÓN • INTEGRACIÓN.

• EXPLICAR LOS CONCEPTOS DE EXISTENCIA Y UNICIDAD DE LA SOLUCIÓN DE UNA ECUACIÓN DIFERENCIAL.

• RESOLVER ECUACIONES DIFERENCIALES DE VARIABLES SEPARABLES POR INTEGRACIÓN DIRECTA E INTRODUCIR CONDICIONES LÍMITE PARA OBTENER LA SOLUCIÓN PARTICULAR.

• FORMULAR MODELOS MATEMÁTICOS DE FENÓMENOS FÍSICOS CORRESPONDIENTES A ECUACIONES DIFERENCIALES DE VARIABLES SEPARABLES Y OBTENER SU SOLUCIÓN.

3 • REPRESENTACIÓN DE LA FAMILIA DE CURVAS CORRESPONDIENTES A LA SOLUCIÓN GENERAL DE UNA ECUACIÓN DIFERENCIAL.

• EJERCICIOS DE RESOLUCIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES DE VARIABLES SEPARABLES.

• EJERCICIOS DE APLICACIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES DE VARIABLES SEPARABLES

• UTILIZAR SOFTWARE COMPUTACIONAL PARA REPRESENTAR GRAFICAMENTE LA SOLUCIÓN GENERAL DE UNA ECUACIÓN DIFERENCIAL.

• FORMULAR ECUACIONES DIFERENCIALES DE VARIABLES SEPARABLES PARA RESOLVER PROBLEMAS GEOMÉTRICOS Y FENÓMENOS FÍSICOS.

4 2.5. ECUACIONES DIFERENCIALES HOMOGÉNEAS 2.6. ECUACIONES DIFERENCIALES EXACTAS • MÉTODO DE SOLUCIÓN • FACTOR INTEGRANTE. 2.7. EJEMPLOS

• APLICAR EL MÉTODO DE RESOLUCIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES HOMOGÉNEAS. • APLICAR EL MÉTODO DE RESOLUCIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES EXACTAS. • IDENTIFICAR LOS CASOS EN LOS QUE SE PUEDE CONVERTIR UNA ECUACIÓN DIFERENCIAL EN

EXACTA POR INTRODUCCIÓN DE UN FACTOR INTEGRANTE Y LLEVAR A CABO SU INTEGRACIÓN.

• IDENTIFICAR UNA ECUACIÓN DIFERENCIAL DE PRIMER ORDEN Y RESOLVER LA ECUACIÓN HOMOGÉNEA ASOCIADA.

• DEDUCIR Y UTILIZAR LA FÓRMULA GENERAL PARA LA INTEGRACIÓN DE UNA ECUACIÓN DIFERENCIAL DE PRIMER ORDEN LINEAL.

• FORMULAR LA ECUACIÓN DIFERENCIAL LINEAL QUE CARACTERICE DIFERENTES FENÓMENOS FÍSICOS Y LLEVAR A CABO SU INTEGRACIÓN.

5 III. ECUACIONES DIFERENCIALES LINEALES. 3.1. ECUACIONES DIFERENCIALES LINEALES DE PRIMER ORDEN • SOLUCIÓN DE LA ECUACIÓN DIFERENCIAL HOMOGÉNEA ASOCIADA. • FÓRMULA GENERAL PARA LA RESOLUCIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES

LINEALES. DEDUCCIÓN Y EJEMPLOS DE APLICACIÓN.

6 • EJERCICIOS DE RESOLUCIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES EXACTAS, HOMOGÉNEAS Y LINEALES, Y REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE SOLUCIÓN.

• RESOLVER ECUACIONES DIFERENCIALES HOMOGÉNEAS, EXACTAS Y LINEALES, INTRODUCIR LAS CONDICIONES DE FRONTERA O INICIALES PARA HALLAR SU SOLUCIÓN PARTICULAR Y UTILIZAR UN PAQUETE DE CÓMPUTO PARA GRAFICARLA.

7 3.2. ECUACIONES DIFERENCIALES LINEALES DE ORDEN N. • ECUACIÓN AUXILIAR EN BASE AL POLINOMIO AUXILIAR DIFERENCIAL • FORMA BÁSICA DE CONSTRUCCIÓN DE LA SOLUCIÓN EN BASE A FUNCIONES

EXPONENCIALES DE LAS RAÍCES DEL POLINOMIO AUXILIAR. • EJEMPLOS DE APLICACIÓN: RESORTES SUBAMORTIGUADOS, CRÍTICAMENTE

AMORTIGUADOS Y SOBREAMORTIGUADOS

• RESOLVER ECUACIONES DIFERENCIALES DE ORDEN N MEDIANTE LA FORMULACIÓN DE LA ECUACIÓN HOMOGÉNEA ASOCIADA, LA IDENTIFICACIÓN DEL POLINOMIO AUXILIAR RESULTANTE DEL ÁLGEBRA DE OPERADORES, LA DETERMINACIÓN DE SUS RAÍCES Y LA FORMULACIÓN DE LA SOLUCIÓN USANDO LA FORMA ESTÁNDAR.

• APLICAR EL MÉTODO DE RESOLUCIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS LINEALES DE ORDEN N A LA CARACTERIZACIÓN DE FENÓMENOS FÍSICOS.

8 3.3. ECUACIONES DIFERENCIALES HOMOGÉNEAS DE ORDEN N • ECUACIÓN AUXILIAR • SOLUCIÓN PARA RAÍCES REALES DIFERENTES • SOLUCIÓN PARA RAÍCES REALES IGUALES • SOLUCIÓN PARA RAÍCES COMPLEJAS • EJEMPLOS DE APLICACIÓN A SISTEMAS FÍSICOS.

• RESOLVER ECUACIONES DIFERENCIALES DE ORDEN N MEDIANTE LA FORMULACIÓN DE LA ECUACIÓN HOMOGÉNEA ASOCIADA, LA IDENTIFICACIÓN DEL POLINOMIO AUXILIAR RESULTANTE DEL ÁLGEBRA DE OPERADORES, LA DETERMINACIÓN DE SUS RAÍCES Y LA FORMULACIÓN DE LA SOLUCIÓN USANDO LA FORMA ESTÁNDAR.

• APLICAR EL MÉTODO DE RESOLUCIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS LINEALES DE ORDEN N A LA CARACTERIZACIÓN DE FENÓMENOS FÍSICOS.

9 • EJERCICIOS DE RESOLUCIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES LINEALES DE ORDEN N HOMOGÉNEAS

• RESOLVER ECUACIONES DIFERENCIALES DE ORDEN N LINEALES HOMOGÉNEAS Y UTILIZAR SOFTWARE COMPUTACIONAL PARA LA REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LAS SOLUCIONES GENERALES Y PARTICULARES.

10 3.4. ECUACIONES DIFERENCIALES LINEALES NO HOMOGÉNEAS. • MÉTODO DE SOLUCIÓN POR COEFICIENTES INDETERMINADOS. • MÉTODO DE SOLUCIÓN POR VARIACIÓN DE PARÁMETROS. • EJEMPLOS DE APLICACIÓN A SISTEMAS FÍSICOS.

• APLICAR LOS MÉTODOS DE COEFICIENTES INDETERMINADOS Y VARIACIÓN DE PARÁMETROS PARA HALLAR LA SOLUCIÓN PARTICULAR DE UNA ECUACIÓN DIFERENCIAL NO HOMOGÉNEA Y APLICARLA EN LA CARACTERIZACIÓN DE FENÓMENOS FÍSICAS.

11 • EJEMPLOS DE APLICACIÓN DE LOS MÉTODOS DE RESOLUCIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS LINEALES PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FENÓMENOS FÍSICOS.

• APLICAR LOS MÉTODOS DE COEFICIENTES INDETERMINADOS Y VARIACIÓN DE PARÁMETROS PARA HALLAR LA SOLUCIÓN PARTICULAR DE UNA ECUACIÓN DIFERENCIAL NO HOMOGÉNEA Y APLICARLA EN LA CARACTERIZACIÓN DE FENÓMENOS FÍSICAS.

12 • EJERCICIOS DE RESOLUCIÓN E CUACIONES DIFERENCIALES LINEALES DE ORDEN N NO HOMOGÉNEAS

• RESOLVER ECUACIONES DIFERENCIALES LINEALES DE ORDEN N NO HOMOGÉNEAS Y REPRESENTAR GRÁFICAMENTE SU SOLUCIÓN.

13 • PRIMER EXAMEN PARCIAL •

14 IV. MÉTODO DE SERIES DE POTENCIAS PARA LA RESOLUCIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES LINEALES. 4.1. INTRODUCCIÓN Y REPASO DE SERIES DE POTENCIA. 4.2. SOLUCIÓN DE SERIES DE POTENCIA EN LA CERCANÍA DE PUNTOS REGULARES.

• EXPLICAR EL FUNDAMENTO DEL MÉTODO DE SERIES DE POTENCIA PARA HALLAR LA SOLUCIÓN APROXIMADA DE UNA ECUACIÓN DIFERENCIAL LINEAL DE ORDEN N.

• APLICAR EL MÉTODO DE SERIES DE POTENCIA A LA RESOLUCIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES LINEALES DE ORDEN N EN LA CERCANÍA DE PUNTOS REGULARES.

15 • EJERCICIOS DE RESOLUCIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS LINEALES EMPLEANDO EL MÉTODO DE SERIES DE POTENCIAS.

• APLICAR EL MÉTODO DE SERIES DE POTENCIA A LA RESOLUCIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES LINEALES DE ORDEN N EN LA CERCANÍA DE PUNTOS REGULARES Y GRAFICAR SU SOLUCIÓN.

16 4.3. PUNTOS SINGULARES REGULARES. DEFINICIÓN Y PROPIEDADES. 4.4. MÉTODO DE FROBENIUS.

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE PUNTO SINGULAR REGULAR. • EXPLICAR EL FUNDAMENTO DEL MÉTODO DE FROBENIUS PARA LA RESOLUCIÓN DE

ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS LINEALES.

17 • EJEMPLOS DE APLICACIÓN DEL MÉTODO DE FROBENIUS. • APLICAR EL MÉTODO DE FROBENIUS PARA RESOLVER ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS ALREDEDOR DE PUNTOS SINGULARES REGULARES

18 • EJERCICIOS DE RESOLUCIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES EMPLEANDO EL MÉTODO DE FROBENIUS

• RESOLVER ECUACIONES DIFERENCIALES LINEALES EN COORDENADAS CARTESIANAS ALREDEDOR DE PUNTOS SINGULARES REGULARES Y VISUALIZAR GRÁFICAMENTE LA SOLUCIÓN MEDIANTE SOFTWARE COMPUTACIONAL

19 4.5. ECUACIÓN DE LEGENDRE • INTRODUCCIÓN. SISTEMAS FÍSICOS CARACTERIZADOS POR LA ECUACIÓN DE

LEGENDRE. • SOLUCIÓN EN SERIE DE POTENCIAS DE LA ECUACIÓN DE LEGENDRE. • POLINOMIOS DE LEGENDRE.

• ESCRIBIR LA FORMA BÁSICA DE LA ECUACIÓN DE LEGENDRE Y DAR EJEMPLOS DE SISTEMAS FÍSICOS CARACTERIZADOS POR DICHA ECUACIÓN.

• APLICAR EL MÉTODO DE SERIES DE POTENCIAS PARA RESOLVER LA ECUACIÓN DE LEGENDRE Y OBTENER LOS POLINOMIOS DE LEGENDRE A PARTIR DE LA RESOLUCIÓN

20 • EJEMPLOS DE APLICACIÓN DE LA SOLUCIÓN DE LA ECUACIÓN DE LEGENDRE Y DE LOS POLINOMIOS DE LEGENDRE.

• RESOLVER LA ECUACIÓN DE LEGENDRE APLICADA A PROBLEMAS ESPECÍFICOS EN COORDENADAS ESFÉRICAS.

21 • EJERCICIOS DE RESOLUCIÓN Y APLICACIÓN DE LA ECUACIÓN DE LEGENDRE. • VISUALIZACIÓN GRÁFICA DE LA SOLUCIÓN.

• RESOLVER LA ECUACIÓN DE LEGENDRE APLICADA A PROBLEMAS ESPECÍFICOS EN COORDENADAS CILÍNDRICAS Y REPRESENTAR GRÁFICAMENTE EL RESULTADO USANDO SOFTWARE.

22 4.5. ECUACIÓN DE BESSEL • INTRODUCCIÓN. SISTEMAS FÍSICOS CARACTERIZADOS POR LA ECUACIÓN DE

BESSEL. • RESOLUCIÓN DE LA ECUACIÓN DE BESSEL POR EL MÉTODO DE SERIES DE

POTENCIAS. • FUNCIONES BESSEL DE PRIMERA Y SEGUNDA CLASE.

• ESCRIBIR LA FORMA BÁSICA DE LA ECUACIÓN DE BESSEL Y DAR EJEMPLO DE SISTEMAS FÍSICOS CARACTERIZADOS POR DICHA ECUACIÓN.

• RESOLVER LA ECUACIÓN DE BESSEL APLICANDO EL MÉTODO DE SERIES DE POTENCIAS. • EXPLICAR LA FORMA EN QUE SE OBTIENE LAS FUNCIONES BESSEL DE PRIMERA Y SEGUNDA

CLASE. • UTILIZAR FUNCIONES BESSEL PARA LA RESOLUCIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES

ORDINARIAS EN COORDENADAS CILÍNDRICAS.

23 • EJEMPLOS DE APLICACIÓN DE LA RESOLUCIÓN DE LA ECUACIÓN DE BESSEL Y LAS FUNCIONES DE BESSEL.

• RESOLVER LA ECUACIÓN DE BESSEL APLICANDO EL MÉTODO DE SERIES DE POTENCIAS Y APLICANDO LAS FÓRMULAS DE LAS FUNCIONES BESSEL DE PRIMERA Y SEGUNDA CLASE RESULTANTES

24 1. EJERCICIOS DE RESOLUCIÓN DE LA ECUACIÓN DE BESSEL Y VISUALIZACIÓN GRÁFICA DEL RESULTADO.

• RESOLVER LA ECUACIÓN DE BESSEL APLICANDO SERIES DE POTENCIAS Y VISUALIZAR GRÁFICAMENTE EL RESULTADO MEDIANTE SOFTWARE COMPUTACIONAL.

25 V. TRANSFORMADA DE LAPLACE. 5.1. GENERALIDADES. • DEFINICIÓN DE LA TRANSFORMADA DE LAPLACE Y ALGUNOS EJEMPLOS DE

APLICACIONES PRÁCTICAS. • CONDICIÓN SUFICIENTE PARA LA EXISTENCIA DE LA TRANSFORMADA DE

LAPLACE. • LINEALIDAD DEL OPERADOR TRANSFORMADA DE LAPLACE.

• EXPLICAR EL MÉTODO DE TRANSFORMACIÓN AL ESPACIO DE LAPLACE Y SU POSTERIOR CONVOLUCIÓN PARA RESOLVER ECUACIONES DIFERENCIALES.

• EXPLICAR LAS CONDICIONES NECESARIAS PARA MAPEAR UNA FUNCIÓN AL ESPACIO DE LAPLACE.

• EXPLICAR LAS PROPIEDADES DE LINEALIDAD DEL OPERADOR DE TRANSFORMACIÓN AL ESPACIO DE LAPLACE Y APLICARLO EN CÁLCULOS PRÁCTICOS.

26 5.2. PRIMER TEOREMA DE TRASLACIÓN. • TRASLACIÓN AL ESPACIO DE LAPLACE Y FRACCIONES PARCIALES. • TRANSFORMACIÓN DE LA DERIVADA DE ORDEN N DE UNA FUNCIÓN. • TRANSFORMADA DE LA INTEGRAL DE UNA FUNCIÓN. • TRANSFORMADA DE FUNCIONES PERIÓDICAS Y CONTINUAS POR PARTES. • DERIVADAS, INTEGRALES Y PRODUCTOS DE TRANSFORMADAS.

• MAPEAR UNA FUNCIÓN AL ESPACIO DE LAPLACE. • TRANSLADAR DERIVADAS E INTEGRALES AL ESPACIO DE LAPLACE. • MAPEAR FUNCIONES PERIÓDICAS Y CONTINUAS POR INTERVALOS AL ESPACIO DE LAPLACE. • REALIZAR OPERACIONES DE DERIVACIÓN, PRODUCTO E INTEGRACIÓN DE FUNCIONES

TRANSFORMADAS.

27 o EJERCICIOS DE TRANSFORMACIÓN DE FUNCIONES, DERIVADAS E INTEGRALES AL ESPACIO DE LAPLACE.

• RESOLVER PROBLEMAS DE MAPEO DE FUNCIONES, SUS DERIVADAS E INTEGRALES AL ESPACIO DE LAPLACE.

28 5.3. SEGUNDO TEOREMA DE TRASLACIÓN (TEOREMA DE CONVOLUCIÓN). • DEFINICIÓN DE LA TRANSFORMADA INVERSA DE LAPLACE. • LINEALIDAD DE LA TRANSFORMADA INVERSA DE LAPLACE. • TEOREMA DE TRASLACIÓN HACIA EL DOMINIO DE TIEMPO DEFINICIÓN DE

CONVOLUCIÓN DE FUNCIONES. • USO DEL TEOREMA DE CONVOLUCIÓN PARA OBTENER ALGUNAS

TRANSFORMADAS INVERSAS DE LAPLACE.

• CALCULAR LA TRANSFORMADA INVERSA DE LAPLACE. • APLICAR EL TEOREMA DE CONVOLUCIÓN PARA REALIZAR EL MAPEO DE UNA FUNCIÓN

TRANSFORMADA AL ESPACIO DE LAPLACE Y REGRESARLA AL DOMINIO DEL TIEMPO.

29 • EJEMPLOS DE APLICACIÓN DEL ANÁLISIS DE LAPLACE. • REALIZAR EL ANÁLISIS COMPLETO DE LA TRANSFORMADA DE LAPLACE PARA RESOLVER UNA ECUACIÓN DIFERENCIAL.

o EJERCICIOS DE APLICACIÓN DEL MÉTODO DE LA TRANSFORMADA DE LAPLACE PARA RESOLVER ECUACIONES DIFERENCIALES Y VISUALIZACIÓN GRÁFICA DEL PROCEDIMIENTO.

• RESOLVER EJERCICIOS DE RESOLUCIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES MEDIANTE EL MÉTODO DE TRANSFORMACIÓN AL ESPACIO DE LAPLACE

• UTILIZAR SOFTWARE COMPUTACIONAL PARA VISUALIZAR LOS PROCEDIMIENTOS DE MAPEO HACIA EL ESPACIO DE LAPLACE Y LA CONVOLUCIÓN PARA REGRESAR AL ESPACIO DE TIEMPO.

31 SEGUNDO EXAMEN PARCIAL

32 VI. SISTEMAS DE ECUACIONES DIFERENCIALES LINEALES. 6.1. INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE ECUACIONES DIFERENCIALES LINEALES.

EJEMPLOS DE FENÓMENOS FÍSICOS CARACTERIZADOS POR SISTEMAS DE ECUACIONES LINEALES.

6.2. REPRESENTACIÓN MATRICIAL DE UN SISTEMA DE ECUACIONES DIFERENCIALES LINEALES.

6.3. TRANSFORMACIÓN DE UNA ECUACIÓN DIFERENCIAL DE ORDEN N A UN SISTEMA DE N ECUACIONES DIFERENCIALES DE PRIMER ORDEN.

6.4. MATRICES DE FUNCIONES. o DERIVACIÓN E INTEGRACIÓN DE MATRICES DE FUNCIONES Y SUS

PROPIEDADES. o SERIES DE MATRICES Y CONVERGENCIA. o FUNCIONES MATRICIALES TRIGONOMÉTRICAS Y EXPONENCIALES.

• DAR EJEMPLOS FÍSICOS Y QUÍMICOS DE SISTEMAS DE ECUACIONES DIFERENCIALES LINEALES.

• REPRESENTAR MATRICIALMENTE UN SISTEMA DE ECUACIONES DIFERENCIALES LINEALES. • TRANSFORMAR UNA ECUACIÓN DIFERENCIAL LINEAL DE ENÉSIMO ORDEN A UN SISTEMA DE

ECUACIONES DIFERENCIALES LINEALES ORDINARIAD DE ORDEN N. • DEFINIR LAS MATRICES DE FUNCIONES Y REALIZAR LAS OPERACIONES BÁSICAS CON ELLAS.

33 EJERCICIOS DE : • REPRESENTACIÓN MATRICIAL DE SISTEMAS DE ECUACIONES LINEALES. • TRANSFORMACIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS DE ORDEN

N A UN SISTEMA DE N ECUACIONES DIFERECIALES ORDINARIAS LINEALES.

• REPRESENTAR MATRICIALMENTE UN SISTEMA DE ECUACIONES DIFERENCIALES LINEALES. • TRANSFORMAR UNA ECUACIÓN DIFERENCIAL LINEAL DE ENÉSIMO ORDEN A UN SISTEMA DE

ECUACIONES DIFERENCIALES LINEALES ORDINARIAD DE ORDEN N. • REALIZAR LAS OPERACIONES BÁSICAS CON MATRICES DE FUNCIONES.

34 6.5. SOLUCIÓN DE SISTEMAS DE ECUACIONES DIFERENCIALES LINEALES HOMOGÉNEAS CON COEFICIENTES CONSTANTES.

• MÉTODO DE EIGENVALORES. • PLANOS, PUNTOS CRÍTICOS Y ESTABILIDAD.

• RESOLVER SISTEMAS DE CUACIONES DIFERENCIALES LINEALES HOMOGÉNEAS CON COEFICIENTES CONSTANTES UTILIZANDO EL MÉTODO DE EIGENVALORES.

• EXPLICAR EL USO DEL OPERADOR WRONSKIANO. • DETERMINAR PLANOS Y PUNTOS CRÍTICOS Y APLICAR LOS CRITERIOS PARA EVALUAR SU

ESTABILIDAD.

35 6.6. SISTEMAS DE ECUACIONES LINEALES DE SEGUNDO ORDEN. • APLICACIONES MECÁNICAS . • APLICACIONES A LA CINÉTICA QUÍMICA. • RESOLUCIÓN POR EIGENVALORE MÚLTIPLES.

• RESOLVER ECUACIONES DIFERENCIALES DE SEGUNDO ORDEN EN APLICACIONES A OSCILACIONES MECÁNICAS ACOPLADAS Y A LA CINÉTICA QUÍMICA DE REACCIONES EN PARALELO.

36 • EJERCICIOS DE RESOLUCIÓN DE SISTEMAS DE ECUACIONES DIFERENCIALES LINEALES HOMOGÉNEAS CON COEFICIENTES CONSTANTES.

• EJERCICIOS DE RESOLUCIÓN DE SISTEMAS DE ECUACIONES LINEALES DE SEGUNDO ORDEN Y LA REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LOS RESULTADOS.

• IDENTIFICACIÓN ANALÍTICA Y GRÁFICA DE LOS PUNTOS Y SUPERFICIES CRÍTICAS.

• RESOLVER SISTEMAS DE ECUACIONES DIFERENCIALES LINEALES HOMOGÉNEAS CON COEFICIENTES CONSTANTES Y SISTEMAS DE ECUACIONES DIFERENCIALES DE SEGUNDO ORDEN LINEALES.

• IDENTIFICAR LOS PUNTOS Y SUPERFICIES CRÍTICAS RESULTANTES DE LA RESOLUCIÓN DE SISTEMAS DE ECUACIONES DIFERENCIALES LINEALES DE SEGUNDO ORDEN Y UTILIZAR SOFTWARE PARA SU VISUALIZACIÓN GRÁFICA.

37 VII. SISTEMAS DE ECUACIONES DIFERENCIALES NO LINEALES. 7.1. SISTEMAS CUASILINEALES Y NO LINEALES. EJEMPLOS. 7.2. EJEMPLOS DE APLICACIONES MECÁNICAS Y QUÍMICAS. 7.3. EJEMPLOS DE APLICACIONES ECOLÓGICAS. SISTEMAS DEPREDADOR-PRESA

CON Y SIN COMPETIDORES.

• DAR EJEMPLOS DE SISTEMAS DE ECUACIONES NO LINEALES Y CUASILINEALES EN APLICACIONES MECÁNICAS, QUÍMICAS Y ECOLOGÍCAS.

38 • CAOS Y BIFURCACIÓN. • SISTEMAS DE ECUACIONES DIFERENCIALES DE LA CINÉTICA QUÍMICA QUE

DAN LUGAR A BIFURCACIÓN DE TRAYECTOERIAS HACIA EL CAOS • REACCIÓN DE BELUSOV-SHAVOTINSKI

• RESOLVER SISTEMAS DE ECUACIONES NO LINEALES PARA MODELOS DE POBLACIÓN EN SISTEMAS DEPREDADOR-PRESA Y RECONOCER LA BIFURCACIÓN DE RUTA HACIA EL CAOS.

•

39 • EJERCICIOS DE RESOLUCIÓN DE SISTEMAS DE ECUACIONES NO LINEALES Y ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DE LA SOLUCIÓN.

• RESOLVER SISTEMAS DE ECUACIONES NO LINEALES Y UTILIZAR SOFTWARE PARA EL ANÁLISIS GRÁFICO DE SU TRAYECTORIA QUE PUDIESE LLEVAR HACIA EL CAOS.

40 VIII. INTRODUCCIÓN A LAS ECUACIONES DIFERENCIALES PARCIALES 6.1. INTRODUCCIÓN. EJEMPLOS DE SISTEMAS FÍSICOS CARACTERIZADOS POR

ECUACIONES DIFERENCIALES PARCIALES. * LA ECUACIÓN DE LAPLACE PARA TRANSFERENCIA DE CALOR POR

CONDUCCIÓN Y DIFUSIÓN MÁSICA * LA ECUACIÓN DE ONDA. 6.2. SERIES DE FOURIER. • ORTOGONALIIDAD DE FUNCIONES • AJUSTE DE FUNCIONES MEDIANTE SERIES DE FOURIER.

• DAR EJEMPLOS DE FENÓMENOS DE LA INGENIERÍA QUÍMICA QUE SON CARACTERIZADOS POR ECUACIONES DIFERENCIALES PARCIALES.

• REALIZAR EL AJUSTE DE FUNCIONES ANALÍTICAS MEDIANTE SERIES DE FOURIER Y EXPLICAR LA UTILIDAD DE ESTE PROCEDIMIENTO.

41 6.3. SOLUCIÓN DE LA ECUACIÓN BIDIMENSIONAL DE LAPLACE • MÉTODO DE SEPARACIÓN DE VARIABLES • SOLUCIÓN VÍA SERIES DE FOURIER. • CONDICIONES DE FRONTERA DE DIRICHLET Y NEUMANN

• RESOLVER LA ECUACIÓN DE LAPLACE EN COORDENADAS CARTESIANAS POR ELMÉTODO DE SEPARACIÓN DE VARIABLES Y EL USO DEL MÉTODO DE SERIES DE POTENCIAS QUE LLEVA DIRECTAMENTE A LA SOLUCIÓN EN TÉRMINOS DE SERIES DE FOURIER.

42 • EJERCICIOS DE APLICACIÓN DE LAS SERIES DE FOURIER EN LA RESOLUCIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES PARCIALES DE SEGUNDO ORDEN. Y VISUALIZACIÓN GRÁFICA DE LA SOLUCIÓN.

• RESOLVER ECUACIONES DIFERENCIALES PARCIALES DE SEGUNDO ORDEN EN COORDENADAS CARTESIANAS MEDIANTE EL MÉTODO DE SERIES DE FOURIER Y UTILIZAR SOFTWARE PARA REPRESENTAR GRÁFICAMENTE DICHA SOLUCIÓN.

43 6.4. SOLUCIÓN DE LA ECUACIÓN DE CALOR UNIDIMENSIONAL EN ESTADO TRANSITORIO Y COORDENADAS CARTESIANAS

• RESOLVER LA ECUACIÓN DE CALOR EN ESTADO TRANSITORIO MEDIANTE SERIES DE FOURIER.

44 6.5 SOLUCIÓN DE LA ECUACIÓN DE ONDA BIDIMENSIONAL EN COORDENADAS CARTESIANAS.

• RESOLVER LA ECUACIÓN DE ONDA BIDIMENSIONAL EN COORDENADAS CARTESIANAS.

45 EJERCICIOS DE RESOLUCIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES PARCIALES UNI O BIDIMENSIONALES EN ESTADO TRANSITORIO Y REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LA SOLUCIÓN.

• RESOLVER LA ECUACIÓN DE CALOR Y LA ECUACIÓN DE ONDA EN RÉGIMEN TRANSITORIO Y UTILIZAR SOFTWARE PARA LA REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LOS RESULTADOS.

46 6.6. SOLUCIÓN DE LA ECUACIÓN DE ONDA UNIDIMENSIONAL RADIAL EN COORDENADAS CILÍNDRICAS.

• UTILIZAR FUNCIONES DE BESSEL PARA RESOLVER LA ECUACIÓN DE ONDA UNIDIMENSIONAL RADIAL EN COORDENADAS CILÍNDRICAS

47 • EJERCICIOS DE RESOLUCIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES PARCIALES PARA ESTADO NO ESTACIONARIO EN COORDENADAS CILÍNDRICAS

• UTILIZAR LAS FUNCIONES DE BESSEL PARA RESOLVER ECUACIONES DIFERENCIALES PARCIALES NO ESTACIONARIAS EN COORDENADAS CILÍNDRICAS Y UTILIZAR SOFTWARE PARA LA REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LOS RESULTADOS.

48 • TERCER EXAMEN PARCIAL •

TÉCNICA DE ENSEÑANZA. 1.- DESARROLLO DE CONCEPTOS Y MODELOS MATEMÁTICOS EN EL PIZARRÓN. 2.- TALLER DE RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS Y MANEJO DE SOFTWARE 3.- RESOLUCIÓN DE SERIES DE PROBLEMAS Y CUESTIONARIOS. EVALUACIÓN 1.- SERIES DE PROBLEMAS Y CUESTIONARIOS 30 % 2.- EXÁMENES

PARTE CONCEPTUAL 40 % PARTE DE RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS 30 %

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: INGENIEROS, FÍSICOS, PROFESIONALES DE LA QUÍMICA

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: 1. AYRES, FRANK ECUACIONES DIFERENCIALES MC GRAW-HILL. MÉXICO, 1991 2. BLANCHARD, DEVANEY AND HALL

ECUACIONES DIFERENCIALES. THOMSON EDITORES. MÉXICO, 1999

3. CARMONA JOVER, ISABEL ECUACIONES DIFERENCIALES ADDISON WESLEY. MÉXICO, 1992 4. CASTRO FIGUEROA ABEL ROSENDO.

CURSO BÁSICO DE ECUACIONES EN DERIVADAS PARCIALES. PEARSON EDUCATION. MÉXICO, 1997

5. EDWARDS, C. HENRY AND PENNEY, DAVID E. ECUACIONES DIFERENCIALES PEARSON EDUCATION. PRENTICE HALL HISPANOAMERICANA. MÉXICO, 2000 6. O’NEAL, PETER V.

MATEMÁTICAS AVANZADAS PARA INGENIERÍA 5ª EDICIÓN THOMSON LEARNING, 2003.

7. RAINVILLE, EARL D.; BEDIENT, PHILLIP E. & BEDIENT, RICHARD E. ECUACIONES DIFERENCIALES. 8ª EDICIÓN PRENTICE HALL HISPANOAMERICANA, MÉXICO, 1998.

8. TOPPO RAIMONDO, PAUL & ZAVALA YOÉ, JOSÉ RICARDO PROBLEMARIO DE ECUACIONES DIFERENCIALES. THOMSON LEARNING. MÉXICO, 2001

9. TRENCH, WILIAM ECUACIONES DIFERENCIALES CON PROBLEMAS DE

VALORES EN LAS FRONTERA. THOMSON EDITORES. MÉXICO, 2001. 10. SPIEGEL, MURRAY R. ECUACIONES DIFERENCIALES APLICADAS ED. PRENTICE HALL HISPANOAMERICANA. 3ª EDICIÓN. MÉXICO, 1987 11. VÁZQUEZ, FRANCISCO J. ET AL.

ECUACIONES DIFERENCIALES Y EN DIFERENCIAS THOMSON LEARNING. MÉXICO, 2003.

12. ZILL. DENNIS G. ECUACIONES DIFERENCIALES CON APLICACIONES DE MODELADO THOMSON EDITORES. MÉXICO, 2002. 13. ZILL, DENIS G. & CULLEN, MICHAEL R. ECUACIONES DIFERENCIALES CON PROBLEMAS DE VALORES EN LA

FRONTERA. 5ª EDICIÓN. THOMSON EDITORES, MÉXICO, 2002

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA

NAGLE, R. KENT & SAFF, EDWARD B. FUNDAMENTOS DE ECUACIONES DIFERENCIALES. ADDISON WESLEY. MÉXICO, 1992 CORDERO, LUIS A.; FERNÁNDEZ MARISA & GRAY, ALFRED. GEOMETRÍA DIFERENCIAL DE CURVAS Y SUPERFICIES CON MATEMÁTICA. ADDISON WESLEY IBEROAMERICANA, MÉXICO 1995 DUOANDIKOETXEA ZUAZO, JAVIER. ANÁLISIS DE FOURIER. ADDISON WESLEY LONGMAN. MADRID, ESPAÑA, 1995 PINSKY, MARK INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS DE FOURIER Y ONDOLETAS THOMSON LEARNING. MÉXICO, 2003.



0445514165605 PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA , QUE CURSARÁN LOS ALUMNOS DE TERCER SEMESTRE DE LA CARRERA DE : INGENIERÍA QUÍMICA HORAS/SEMANA : 6 (2 TEÓRICAS / 4 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 8 CLAVE:1320 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA. SECCIÓN

DE INGENIERÍA QUÍMICA. CAMPO : PROFESIONAL MODALIDAD : CURSO TEÓRICO/PRÁCTICO (TALER DE RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS) CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN

EN TODO PROCESO QUÍMICO INDUSTRIAL ES FUNDAMENTAL REALIZAR LOS BALANCES DE LOS FLUJOS DE CORRIENTES DE ENTRADA Y SALIDA DE EQUIPOS INDUSTRIALES, OPERACIONES UNITARIAS, Y DE LA PLANTA EN GENERAL. TAMBIÉN ES IMPORTANTE LLEVAR A CABO LOS BALANCES DE ENERGÍA PARA ADMINISTRAR LOS RECURSOS ECONÓMICOS Y PROPORCIONAR LOS SERVICIOS DE POTENCIA, ENFRIAMIENTO Y CALENTAMIENTO, DONDE SE REQUIERA. EN ESTE CURSO, EL ALUMNO APRENDERÁ A PLANTEAR Y RESOLVER LOS BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA EN EQUIPOS Y PROCESOS INDUSTRAILES, CONSIDERANDO CONDICIONES DE RÉGIMEN ESTACIONARIO O TRANSITORIO, SISTEMAS CON O SIN REACCIÓN QUÍMICA, SISTEMAS DONDE EXISTE CAMBIO DE FASE Y ESTÉN INVOLUCRADOS CALORES SENSIBLES Y LATENTES, ETCÉTERA. EL CURSO INICIA CON UNA INTRODUCCIÓN A LA TÉCNICA ALGORÍTMICA DE ANÁLISIS DIMENSIONAL, PARA EXPLICAR AL ESTUDIANTE LA PROCEDENCIA DE LAS CORRELACIONES EMPÍRICAS DE TANTO USO EN LA INGENIERÍA QUÍMICA; EN SEGUIDA SE ABORDA EL TEMA DE LOS BALANCES DE MATERIA EN SISTEMAS NO REACCIONANTES Y SE ANALIZAN LOS GRADOS DE LIBERTAD, LA FORMA DE IR LLENÁNDOLOS, ASÍ COMO LA ESTRATEGIA DE SOLUCIÓN DE LAS ECUACIONES RESULTANTES; LUEGO SE TRATAN PROBLEMAS DE BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA EN SISTEMAS REACCIONANTES, LLEVANDO A CABO LOS CÁLCULOS TERMOQUÍMICOS PARA LA DETERMINACIÓN DEL CALOR ASOCIADO A UNA REACCIÓN QUÍMICA CON O SIN CAMBIO DE FASE.. TODOS LOS TEMAS QUE SE VEN EN ESTE CURSO FORMAN, JUNTO CON LOS FENÓMENOS DE TRANSPORTE, QUE SE ESTUDIAN PARALELAMENTE, LA PIEDRA ANGULAR DE LAS CIENCIAS BÁSICAS DE LA INGENIERÍA QUÍMICA Y PREPARAN AL ESTUDIANTE PARA EL ESTUDIO DE LAS OPERACIONES UNITARIAS Y EL DISEÑO DE LOS EQUIPOS INDUSTRIALES.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO. AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: UTILIZAR SUS CONOCIMIENTOS DE ÁLGEBRA Y CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL PARA REALIZAR BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA SOBRE CUALQUIER SISTEMA EN GENERAL, Y EN PARTICULAR SOBRE EQUIPOS, OPERACIONES UNITARIAS Y PROCESOS DE LA INDUSTRIA QUÍMICA, CONSIDERANDO SITUACIONES DE ESTADO ESTACIONARIO Y NO ESTACIONARIO Y SISTEMAS CON O SIN REACCIÓN QUÍMICA.


• UTILIZAR LA TÉCNICA DE ANÁLISIS DIMENSIONAL PARA OBTENER LOS GRUPOS ADIMENSIONALES QUE GOBIERNAN FENÓMENOS DE INTERÉS, Y QUE PERMITEN REDUCIR EL TRABAJO EXPERIMENTAL PARA DEDUCIR CORRELACIONES EMPÍRICAS, ADEMÁS DE LOGRAR CIERTO GRADO DE UNIVERSALIDAD DE DICHAS CORRELACIONES.

• CONSTRUIR DIAGRAMAS DE FLUJO PARA DIFERENTES PROCESOS DE LA INDUSTRIA QUÍMICA.

• CALCULAR LOS GRADOS DE LIBERTAD DE UN SISTEMA PARA PODER APLICAR POSTERIORMENTE LOS BALANCES DE MATERIA

Y ENERGÍA.

• APLICAR BALANCES DE MATERIA EN SISTEMAS DONDE HAYA REACCIÓN QUÍMICA JUNTO CON RECIRCULACIONES, DERIVACIONES Y ACUMULACIONES.

• IDENTIFICAR LAS VARIABLES QUE SE UTILIZAN EN UN BALANCE DE ENERGÍA Y UTILIZAR TABLAS, GRÁFICAS Y

NOMOGRAMAS QUE PERMITEN EVALUAR DICHAS VARIABLES.

• ESCRIBIR CORRECTAMENTE LAS EXPRESIONES MATEMÁTICAS QUE SE REQUIERAN PARA REALIZAR BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA EN CONDICIONES DE ESTADO ESTACIONARIO Y NO ESTACIONARIO, CON Y SIN REACCIÓN QUÍMICA.

• RESOLVER LAS ECUACIONES DE LOS BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA EN CUALQUIER TIPO DE EQUIPO, OPERACIÓN

UNITARIA O PROCESO INDUSTRIAL, PARA SISTEMAS CON O SIN REACCIÓN QUÍMICA Y EN CONDICIONES DE ESTADO ESTACIONARIO O NO ESTACIONARIO.




1 I. INTRODUCCIÓN. 1.1 DEFINICIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA. 1.2 ASPECTOS HISTÓRICOS DE LA EVOLUCIÓN DE LA INGENIERÍA

QUÍMICA 1.3 VARIABLES IMPORTANTES EN LA DESCRIPCIÓN DE LOS PROCESOS

DE LA INGENIERÍA QUÍMICA. 1.4 SISTEMAS DE UNIDADES

• SISTEMA INTERNACIONAL • SISTEMA INGLÉS.

• EXPLICAR EL TIPO DE TRABAJO QUE REALIZAN LOS INGENIEROS QUÍMICOS.

• EXPLICAR LOS ASPECTOS HISTÓRICOS DE LA EVOLUCIÓN DE LA INGENIERÍA QUÍMICA.

• HACER UNA LISTA DA LAS VARIABLES MÁS IMPORTANTES QUE SE UTILIZAN EN LA DESCRIPCIÓN CUANTITATIVA DE LOS PROCESOS DE LA INGENIERÍA QUÍMICA. EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE CADA UNA DE ELLAS Y SUS UNIDADES EN EL SISTEMA INTERNACIONAL.

2 • EJERCICIOS DE CONVERSIÓN DE UNIDADES • CONVERTIR ECUACIONES Y VALORES NUMÉRICOS DE PROPIEDADES DEL SISTEMA INGLÉS AL INTERNACIONAL Y VICEVERSA.

3 • EJERCICIOS DE CONVERSIÓN DE UNIDADES • CONVERTIR ECUACIONES Y VALORES NUMÉRICOS DE PROPIEDADES DEL SISTEMA INGLÉS AL INTERNACIONAL Y VICEVERSA.

4 1.5 ANÁLISIS DIMENSIONAL • PRINCIPIO PI O TEOREMA DE BUCKINGHAM • MÉTODO DE RALEIGH • CORRELACIONES EMPÍRICAS.

• CONSTRUIR UN ALGORITMO EN DIAGRAMA DE BLOQUE PARA DESCRIBIR LOS PASOS DE LA TÉCNICA ALGORÍTMICA DEL ANÁLISIS DIMENSIONAL

5 o EJERCICIOS DE ANÁLISIS DIMENSIONAL • UTILIZAR LA TÉCNICA DEL ANÁLISIS DIMENSIONAL PARA OBTENER LOS GRUPOS ADIMENSIONALES QUE GOBIERNAN CUALQUIER FENÓMENO, Y CON LOS CUALES SE PUEDEN ESCALAR LAS CORRELACIONES EMPÍRICAS QUE SE OBTIENEN CON LOS DATOS EXPERIMENTALES A NIVEL PLANTA PILOTO

6 o EJERCICIOS DE ANÁLISIS DIMENSIONAL • UTILIZAR LA TÉCNICA DEL ANÁLISIS DIMENSIONAL PARA OBTENER LOS GRUPOS ADIMENSIONALES QUE GOBIERNAN CUALQUIER FENÓMENO, Y CON LOS CUALES SE PUEDEN ESCALAR LAS CORRELACIONES EMPÍRICAS QUE SE OBTIENEN CON LOS DATOS EXPERIMENTALES A NIVEL PLANTA PILOTO

7 II. BALANCES DE MATERIA 2.1 INTRODUCCIÓN AL BALANCE DE MATERIA 2.2 PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA MASA 2.3 ECUACIÓN DE CONTINUIDAD. 2.4 SISTEMAS, SUS LÍMITES Y CLASES

• EXPLICAR LA IMPORTANCIA DE LOS BALANCES DE MATERIA EN EL DISEÑO Y FUNCIONAMIENTO DE PLANTAS INDUSTRIALES.

• ESCRIBIR EL PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE MASA Y EXPLICAR SU SIGNIFICADO

• ESCRIBIR LA ECUACIÓN DE CONTINUIDAD EN SUS FORMAS DIFERENCIAL E INTEGRAL Y EXPLICAR SU SIGNIFICADO FÍSICO

• DESCRIBIR LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS DIFERENTES TIPOS DE SISTEMAS A LOS CUALES SE LES APLICA UN BALANCE DE MATERIA.

8 o EJERCICIOS DE APLICACIÓN DEL PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE MASA Y DE LA ECUACIÓN DE CONTINUIDAD

• UTILIZAR ADECUADAMENTE EL PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA MASA Y LA ECUACIÓN DE CONTINUIDAD PARA HACER CÁLCULOS DE BALANCES DE MATERIA.

9 o EJERCICIOS DE APLICACIÓN DEL PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE MASA Y DE LA ECUACIÓN DE CONTINUIDAD

• UTILIZAR ADECUADAMENTE EL PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA MASA Y LA ECUACIÓN DE CONTINUIDAD PARA HACER CÁLCULOS DE BALANCES DE MATERIA.

10 2.5 DIAGRAMAS DE FLUJO 2.6 BALANCES TOTALES Y PARCIALES

o CONSTRUIR DIAGRAMAS DE FLUJO DE PROCESOS INDUSTRIALES Y APLICAR CORRECTAMENTE BALANCES DE MATERIA POR EQUIPO, OPERACIÓN UNITARIA Y AL PROCESO GLOBAL

11 • EJERCICIOS DE BALANCES DE MATERIA TOTALES Y PARCIALES PARA DIFERENTES PROCESOS DE LA INDUSTRIA QUÍMICA

• CONSTRUIR DIAGRAMAS DE FLUJO DE PROCESOS INDUSTRIALES Y APLICAR CORRECTAMENTE BALANCES DE MATERIA POR EQUIPO, OPERACIÓN UNITARIA Y AL PROCESO GLOBAL

12 • EJERCICIOS DE BALANCES DE MATERIA TOTALES Y PARCIALES PARA DIFERENTES PROCESOS DE LA INDUSTRIA QUÍMICA

• CONSTRUIR DIAGRAMAS DE FLUJO DE PROCESOS INDUSTRIALES Y APLICAR CORRECTAMENTE BALANCES DE MATERIA POR EQUIPO, OPERACIÓN UNITARIA Y AL PROCESO GLOBAL

13 2.7 COMPONENTES CLAVE 2.8 BALANCES DE MATERIA EN PROCESOS CON RECIRCULACIÓN 2.9 BALANCES DE MATERIA EN PROCESOS CON DERIVACIÓN DE

CORRIENTES

• IDENTIFICAR LOS COMPONENTES CLAVE PARA LA REALIZACIÓN DE BALANCES DE MATERIA EN PROCESOS DONDE INTERVIENEN UNA GRAN CANTIDAD DE COMPONENTES QUÍMICOS.

• EXPLICAR LA FORMA EN QUE SE REALIZAN LOS BALANCES DE MATERIA EN PROCESOS CON RECIRCULACIÓN Y DERIVACIONES DE CORRIENTE

14 • EJERCICIOS DE BALANCES DE MATERIA EN PROCESOS CON RECIRCULACIÓN Y DERIVACIÓN DE CORRIENTES

• REALIZAR LOS BALANCES DE MATERIA EN PROCESOS CON RECIRCULACIÓN Y DERIVACIÓN DE CORRIENTES

15 • EJERCICIOS DE BALANCES DE MATERIA EN PROCESOS CON RECIRCULACIÓN Y DERIVACIÓN DE CORRIENTES

• REALIZAR LOS BALANCES DE MATERIA EN PROCESOS CON RECIRCULACIÓN Y DERIVACIÓN DE CORRIENTES

16 2.10 GRADOS DE LIBERTAD EN EL PLANTEAMIENTO DE LAS ECUACIONES DE BALANCE DE MATERIA. ELECCIÓN DE LA RUTA DE SOLUCIÓN DEL SISTEMA DE ECUACIONES DE LOS BALANCES DE MATERIA.

• EXPLICAR LA METODOLOGÍA PARA DETERMINAR LOS GRADOS DE LIBERTAD POR EQUIPO Y EN UN PROCESO COMPLETO, LOS CUALES AL SER LLENADOS PERMITEN OBTENER UN SISTEMA DE IGUAL NÚMERO DE ECUACIONES QUE DE INCÓGNITAS Y LLEVAR A CABO LOS BALANCES DE MATERIA.

17 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE LOS GRADOS DE LIBERTAD EN EQUIPOS, OPERACIONES UNITARIAS Y PROCESOS, Y RESOLUCIÓN DE LAS ECUACIONES DE BALANCE DE MATERIA

• DETERMINAR LOS GRADOS DE LIBERTAD EN EQUIPOS, OPERACIONES UNITARIAS Y PROCESOS COMPLETOS Y RESOLVER LAS ECUACIONES DE BALANCE DE MATERIA UNA VEZ LLENADOS LOS GRADOS DE LIBERTAD Y ELEGIR A LA RUTA DE SOLUCIÓN

18 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE LOS GRADOS DE LIBERTAD EN EQUIPOS, OPERACIONES UNITARIAS Y PROCESOS, Y RESOLUCIÓN DE LAS ECUACIONES DE BALANCES DE MATERIA

• DETERMINAR LOS GRADOS DE LIBERTAD EN EQUIPOS, OPERACIONES UNITARIAS Y PROCESOS COMPLETOS Y RESOLVER LAS ECUACIONES DE BALANCE DE MATERIA UNA VEZ LLENADOS LOS GRADOS DE LIBERTAD Y ELEGIR A LA RUTA DE SOLUCIÓN

19 2.11 BALANCES DE MATERIA EN EQUIPOS EN AUSENCIA DE REACCIONES QUÍMICAS

2.12 BALANCES DE MATERIA EN PROCESOS EN AUSENCIA DE REACCIONES QUÍMICAS.

• PLANTEAR LAS ECUACIONES DE BALANCES DE MATERIA EN DIFERENTES EQUIPOS Y PROCESOS EN AUSENCIA DE REACCIONES QUÍMICAS.

20 • EJERCICIOS DE BALANCE DE MATERIA EN EQUIPOS Y PROCESOS EN AUSENCIA DE REACCIONES QUÍMICAS

• REALIZAR CORRECTAMENTE LOS BALANCES DE MATERIA EN CUALQUIER EQUIPO O PROCESO EN AUSENCIA DE REACCIONES QUÍMICAS.

21 • EJERCICIOS DE BALANCE DE MATERIA EN EQUIPOS Y PROCESOS EN AUSENCIA DE REACCIONES QUÍMICAS

• REALIZAR CORRECTAMENTE LOS BALANCES DE MATERIA EN CUALQUIER EQUIPO O PROCESO EN AUSENCIA DE REACCIONES QUÍMICAS.

22 2.13 BALANCES DE MATERIA EN EQUIPOS EN LOS QUE OCURREN REACCIONES QUÍMICAS

2.14 BALANCES DE MATERIA EN PROCESOS EN LOS QUE OCURREN REACCIONES QUÍMICAS

• PLANTEAR LAS ECUACIONES DE BALANCES DE MATERIA EN DIFERENTES EQUIPOS Y PROCESOS EN EN LOS QUE OCURREN REACCIONES QUÍMICAS.

23 • EJERCICIOS DE BALANCE DE MATERIA EN EQUIPOS Y PROCESOS EN LOS QUE OCURREN REACCIONES QUÍMICAS

• REALIZAR CORRECTAMENTE LOS BALANCES DE MATERIA EN CUALQUIER EQUIPO O PROCESO EN LOS QUE OCURREN REACCIONES QUÍMICAS.

24 • EJERCICIOS DE BALANCE DE MATERIA EN EQUIPOS Y PROCESOS EN LOS QUE OCURREN REACCIONES QUÍMICAS

• REALIZAR CORRECTAMENTE LOS BALANCES DE MATERIA EN CUALQUIER EQUIPO O PROCESO EN LOS QUE OCURREN REACCIONES QUÍMICAS.

25 2.15 BALANCES DE MATERIA EN SISTEMAS EN ESTADO ESTACIONARIO Y TRANSITORIO.

• ESCRIBIR LAS ECUACIONES DIFERENCIALES QUE CORRESPONDEN A LAS EXPRESIONES DE BALANCE DE MATERIA EN CONDICIONES DE ESTADO TRANSITORIO

26 • EJERCICIOS DE BALANCES DE MATERIA EN EQUIPOS Y PROCESOS EN CONDICIONES DE ESTADO TRANSITORIO

• PLANTEAR Y RESOLVER LAS ECUACIONES DE BALANCE DE MATERIA EN EQUIPOS Y PROCESOS QUE OPEREN EN CONDICIONES DE ESTADO TRANSITORIO.

27 • EJERCICIOS DE BALANCES DE MATERIA EN EQUIPOS Y PROCESOS EN CONDICIONES DE ESTADO TRANSITORIO

• PLANTEAR Y RESOLVER LAS ECUACIONES DE BALANCE DE MATERIA EN EQUIPOS Y PROCESOS QUE OPEREN EN CONDICIONES DE ESTADO TRANSITORIO.

28 III. BALANCE DE ENERGÍA 3.1 ENERGÍA. DIFERENTES TIPOS DE ENERGÍA 3.2 TRABAJO. SUS DIFERENTES TIPOS. SUS EXPRESIONES Y CÁLCULO 3.3 CALOR. CALOR SENSIBLE Y LATENTE. SUS EXPRESIONES Y

CÁLCULO 3.4 EMPLEO DE DIAGRAMAS TERMODINÁMICOS, TABLAS DE VAPOR,

ETC. PARA ENCONTRAR LOS VALORES DE LAS VARIABLES TERMODINÁMICAS: ENTROPÍA, ENTALPÍA, ENERGÍA INTERNA Y VOLUMEN ESPECÍFICO.

3.4.1 MÉTODOS DE INTERPOLACIÓN.

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE ENERGÍA, ENERGÍA MECÁNICA Y ENERGÍA TÉRMICA, Y DAR EJEMPLOS DE SUS DIFERENTES MANIFESTACIONES.

• CALCULAR PROPIEDADES TERMODINÁMICAS DE DIFERENTES SUSTANCIAS A PARTIR DE TABLAS DE VAPOR, DIAGRAMAS TERMODINÁMICOS Y NOMOGRAMAS.

• APLICAR LOS MÉTODOS DE INTERPOLACIÓN PARA EVALUACIÓN DE PROPIEDADES EN CONDICIONES NO REPORTADAS EN TABLAS.

29 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE PROPIEDADES TERMODINÁMICAS A PARTIR DE TABLAS DE VAPOR, NOMOGRAMAS Y DIAGRAMAS TERMODINÁMICOS.


• APLICAR LOS MÉTODOS DE INTERPOLACIÓN PARA EVALUACIÓN DE PROPIEDADES EN CONDICIONES NO REPORTADAS EN TABLAS.

30 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE PROPIEDADES TERMODINÁMICAS A PARTIR DE TABLAS DE VAPOR, NOMOGRAMAS Y DIAGRAMAS TERMODINÁMICOS.


31 3.5 PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA 3.6 APLICACIONES DEL PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE ENERGÍA

3.6.1 EQUIVALENTE MECÁNICO DEL CALOR 3.6.2 CONSERVACIÓN DE ENERGÍA MECÁNICA 3.6.3 ECUACIÓN DE BALANCE DE ENERGÍA MECÁNICA DE BERNOULLI

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DEL PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA Y FORMULAR MATEMÁTICAMENTE LAS EXPRESIONES CORRESPONDIENTES A LA CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA Y A LA ECUACIÓN DE BALANCE DE ENERGÍA MECÁNICA DE BERNOULLI PARA FLUIDOS EN MOVIMIENTO.

32 • EJERCICIOS DE BALANCE DE ENERGÍA MECÁNICA • APLICAR LAS ECUACIONES DE BALANCE DE ENERGÍA MECÁNICA PARA RESOLVER EJERCICIOS .

33 • EJERCICIOS DE BALANCE DE ENERGÍA MECÁNICA • APLICAR LAS ECUACIONES DE BALANCE DE ENERGÍA MECÁNICA PARA RESOLVER EJERCICIOS .

34 3.7 BALANCES DE CALOR. APLICACIÓN A LAS OPERACIONES UNITARIAS DE EVAPORACIÓN, SECADO, DESTILACIÓN, ETC.

• ESCRIBIR LAS ECUACIONES DE BALANCE DE CALOR EN OPERACIONES UNITARIAS EN AUSENCIA DE REACCIONES QUÍMICAS Y ESPECIFICAR LA METODOLOGÍA DE RESOLUCIÓN.

35 • EJERCICIOS DE BALANCE DE ENERGÍA TÉRMICA EN OPERACIONES DE EVAPORACIÓN, DESTILACIÓN, SECADO, ETC., DONDE NO SE EFECTÚA NINGUNA REACCIÓN QUÍMICA

• RESOLVER PROBLEMAS DE BALANCE DE ENERGÍA TÉRMICA EN OPERACIONES DE EVAPORACIÓN, DESTILACIÓN, SECADO, ETC., DONDE NO SE EFECTÚA NINGUNA REACCIÓN QUÍMICA.

36 • EJERCICIOS DE BALANCE DE ENERGÍA TÉRMICA EN OPERACIONES DE EVAPORACIÓN, DESTILACIÓN, SECADO, ETC., DONDE NO SE EFECTÚA NINGUNA REACCIÓN QUÍMICA

• RESOLVER PROBLEMAS DE BALANCE DE ENERGÍA TÉRMICA EN OPERACIONES DE EVAPORACIÓN, DESTILACIÓN, SECADO, ETC., DONDE NO SE EFECTÚA NINGUNA REACCIÓN QUÍMICA.

37 3.8 BALANCES DE ENERGÍA EN PRESENCIA DE REACCIONES QUÍMICAS • PLANTEAR LAS ECUACIONES DE BALANCE DE ENERGÍA EN SISTEMAS EN LOS QUE SE PRESENTAN REACCIONES QUÍMICAS.

38 • EJERCICIOS DE BALANCES DE ENERGÍA EN SISTEMAS EN LOS QUE SE PRESENTAN REACCIONES QUÍMICAS

• RESOLVER PROBLEMAS DE BALANCE DE ENERGÍA EN SISTEMAS EN LOS QUE SE PRESENTAN REACCIONES QUÍMICAS.

39 • EJERCICIOS DE BALANCES DE ENERGÍA EN SISTEMAS EN LOS QUE SE PRESENTAN REACCIONES QUÍMICAS

• RESOLVER PROBLEMAS DE BALANCE DE ENERGÍA EN SISTEMAS EN LOS QUE SE PRESENTAN REACCIONES QUÍMICAS.

40 3.9 CÁLCULO DE GRADOS DE LIBERTAD EN LOS BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA PARA EQUIPOS Y PROCESOS INDUSTRIALES.

• DETERMINAR LOS GRADOS DE LIBERTAD EN LAS ECUACIONES DE BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA APLICADOS A EQUIPOS Y PROCESOS INDUSTRIALES.

41 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE LOS GRADOS DE LIBERTAD EN EQUIPOS, OPERACIONES UNITARIAS Y PROCESOS, Y RESOLUCIÓN DE LAS ECUACIONES DE BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA

• DETERMINAR LOS GRADOS DE LIBERTAD EN EQUIPOS, OPERACIONES UNITARIAS Y PROCESOS COMPLETOS Y RESOLVER LAS ECUACIONES DE BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA UNA VEZ LLENADOS LOS GRADOS DE LIBERTAD Y ELEGIR LA RUTA DE SOLUCIÓN.

42 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE LOS GRADOS DE LIBERTAD EN EQUIPOS, OPERACIONES UNITARIAS Y PROCESOS, Y RESOLUCIÓN DE LAS ECUACIONES DE BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA.

• DETERMINAR LOS GRADOS DE LIBERTAD EN EQUIPOS, OPERACIONES UNITARIAS Y PROCESOS COMPLETOS Y RESOLVER LAS ECUACIONES DE BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA UNA VEZ LLENADOS LOS GRADOS DE LIBERTAD Y ELEGIR LA RUTA DE SOLUCIÓN.

• •

BIBLIOGRAFÍA: BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: REKLAITIS BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA ED. LIMUSA. MÉXICO, 1993 HIMMELBLAU PRINCIPIOS Y CÁLCULOS BÁSICOS DE LA INGENIERÍA QUÍMICA PRENTICE HALL HISPANOAMERICANA. MÉXICO, 1997 VALIENTE, ANTONIO Y STRUALET, RUDI PROBLEMAS DE BALANCE DE MATERIA ED. ALHAMBRA. MÉXICO, 1981 COSTA NOVELLA, E. INGENIERÍA QUÍMICA ED. ALAMBRA. MADRID, ESPAÑA, 1983

LITTLEJOHN, CH. Y MEENNAGHAN, G INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA QUÍMICA CECSA. MÉXICO, 1970 BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: HOUGEN, O. AND WATSON, K.Y. PRINCIPIOS DE LOS PROCESOS QUÍMICOS ED. REVERTÉ, BARCELONA, ESPAÑA, 1982 BALZHIESER, R. SAMUELS, N. AND ELIASSEN, J. TERMODINÁMICA QUÍMICA PARA INGENIEROS. PRENTICE HALL. MÉXICO, 1975

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA.

• EXPOSICIÓN DE LOS TEMAS EN EL PIZARRÓN POR PARTE DEL PROFESOR. • SESIONES DE EJERCICIOS DIRIGIDAS • RESOLUCIÓN DE SERIES DE PROBLEMAS Y CUESTIONARIOS.

EVALUACIÓN

• SE RECOMIENDA REALIZAR TRES EXÁMENES PARCIALES • SERIES Y CUESTIONARIOS • EXÁMENES FINALES

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: NINGUNO PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: INGENIEROS QUÍMICOS


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: LABORATORIO EXPERIMENTAL MULTIDISCIPLINARIO I DEL TERCER SEMESTRE DE LA CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 3 (3 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 3 CLAVE:1325 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA. SECCIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA. CAMPO : PROFESIONAL. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN: LA SERIE DE CURSOS DE LABORATORIO EXPERIMENTAL MULTIDISCIPLINARIO I A VI, PERMITEN A LOS ESTUDIANTES OBTENER LA EXPERIENCIA EN LA OPERACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE LOS EQUIPOS DE PROCESO MÁS UTILIZADOS EN UNA INDUSTRIA QUÍMICA. EN ESTOS LABORATORIOS EL ESTUDIANTE EN FORMACIÓN INTEGRA LOS CONOCIMIENTOS ADQUIRIDOS EN LOS CURSOS DE LAS ASIGNATURAS BÁSICAS, DEL CAMPO PROFESIONAL Y DEL CAMPO COMPLEMENTARIO, PARA LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS PRÁCTICOS DE INGENIERÍA. EN ESTE CURSO DE LEM I, EL ESTUDIANTE APRENDERÁ A UTILIZAR CORRECTAMENTE LOS INSTRUMENTOS MÁS UTILIZADOS A NIVEL INDUSTRIAL PARA LLEVAR A CABO MEDICIONES DE NIVEL, TEMPERATURA, PRESIÓN Y FLUJO. ADEMÁS REALIZARÁ BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA EN LA CARACTERIZACIÓN DE LOS EQUIPOS INSTALADOS EN EL LEM, BASÁNDOSE EN LOS CONCEPTOS Y MÉTODOS QUE ADQUIERA EN EL CURSO PARALELO DE BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA.


AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE:

UTILIZAR CORRECTAMENTE LOS INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN MÁS COMUNES PARA MONITOREAR VARIABLES DE PROCESO TALES COMO: NIVEL, TEMPERATURA, PRESIÓN Y ALGUNAS CANTIDADES ELÉCTRICAS; ASÍ COMO EXPLICAR LOS PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO POR LOS CUALES SE RIGEN DICHOS INSTRUMENTOS. ADEMÁS DE INTEGRAR LOS CONOCIMIENTOS TEÓRICO-PRÁCTICOS, ADQUIRIDOS CON ANTERIORIDAD, A LA PLANEACIÓN Y REALIZACIÓN DE LOS BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA EN LOS EQUIPOS INSTALADOS EN EL LEM.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

EL CURSO CONSTA DE 9 UNIDADES, AL FINAL DE LAS CUALES EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: UNIDAD I. MEDICIÓN DE NIVEL: EXPLICAR EL FUNCIONAMIENTO Y UTILIZAR DIFERENTES TIPOS DE MEDIDORES DE NIVEL. SELECCIONAR EL MEDIDOR DE NIVEL MÁS ADECUADO PARA DIFERENTES APLICACIONES ESPECÍFICAS. UNIDAD II. MEDICIÓN DE TEMPERATURA: EXPLICAR EL PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO Y UTILIZAR DIFERENTES TIPOS DE MEDIDORES DE TEMPERATURA, ASÍ COMO LAS VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE CADA UNO DE ELLOS. EXPLICAR LA IMPORTANCIA DE LA MEDICIÓN DE LA TEMPERATURA EN LOS PROCESOS INDUSTRIALES Y SELECCIONAR EL MEDIDOR MÁS ADECUADO PARA APLICACIONES ESPECÍFICAS. UNIDAD III. MEDICIÓN DE PRESIÓN.: EXPLICAR EL PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO Y UTILIZAR LOS DIFERENTES TIPOS DE MEDIDORES DE PRESIÓN, SELECCIONANDO EL MEDIDOR MÁS ADECUADO PARA UNA APLICACIÓN ESPECÍFICA. UNIDAD IV. MEDICIONES ELÉCTRICAS: EXPLICAR Y EVALUAR EXPERIMENTALMENTE LAS VARIABLES ELÉCTRICAS EN UN SISTEMA ELECTROLÍTICO Y EN UN SISTEMA ELECTROMECÁNICO. UNIDAD V. IDENTIFICACIÓN DE ACCESORIOS DE TUBERÍAS E INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DE UN EQUIPO: IDENTIFICAR LOS DIFERENTES TIPOS DE ACCESORIOS DE TUBERÍAS MÁS COMUNES, ASÍ COMO LOS DIFERENTES INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DE VARIABLES DE PROCESO INSTALADOS EN UN EQUIPO INDUSTRIAL. UNIDAD VI: BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA EN UN SECADOR ROTATORIO: IDENTIFICAR Y EVALUAR EXPERIMENTALMENTE LAS VARIABLES INVOLUCRADAS EN EL BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA EN LA OPERACIÓN DE SECADO. UNIDAD VII. BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA EN UN INTERCAMBIADOR DE CALOR: IDENTIFICAR LAS VARIABLES Y LAS CORRIENTES DE MATERIALES EN EL BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA APLICADO A UN INTERCAMBIADOR DE CALOR; REALIZAR LAS MEDICIONES Y LLEVAR A CABO LA CARACTERIZACIÓN DE LOS FLUJOS DE CALOR EN EL EQUIPO. UNIDAD VIII. BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA EN UNA TORRE DE ENFRIAMIENTO: APLICAR LAS EXPRESIONES ADECUADAS DE BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA PARA LA OPERACIÓN DE ENFRIAMIENTO AGUA-AIRE EN UN EQUIPO A NIVEL PLANTA PILOTO. MONITOREAR LAS VARIABLES DE PROCESO Y CHECAR LOS BALANCES UTILIZANDO LA CARTA PSICROMÉTRICA. UNIDAD IX. BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA EN UN EVAPORADOR: EVALUAR EXPERIMENTALMENTE LAS VARIABLES INVOLUCRADAS EN EL BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA DURANTE LA EVAPORACIÓN PARCIAL DE UN SOLVENTE.

P R O G R A M A : No. de HORAS

TEMA: NÚMERO DE HORAS

3 UNIDAD I. MEDICIÓN DE NIVEL 6 UNIDAD VI. BALANCE DEMATERIA Y ENERGÍA EN UN SECADOR ROTATORIO

3 UNIDAD II. MEDICIÓN DE TEMPERATURA 6 UNIDAD VII. BALANCE DEMTAERIA Y ENERGÍA EN UN INTERCAMBIADOR DE CALOR 3 UNIDAD III. MEDICIÓN DE PRESIÓN 6 UNIDAD VIII. BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA EN UNA TORRE DE ENFRIAMIENTO 3 UNIDAD IV. MEDICIONES ELÉCTRICAS 6 UNIDAD VIII. BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA EN UN EVAPORADOR. 3 UNIDAD V. IDENTIFICACIÓN DE ACCESORIOS DE TUBERÍAS E

INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN EN UN EQUIPO 9 PROYECTO DE INVESTIGACIÓN


1. PRESENTACIÓN: A) EL LABORATORIO EXPERIMENTAL MULTIDSCIPLINARIO I TRABAJARÁ CON PROYECTOS CORTOS DISTRIBUIDOS A LO LARGO DE UN

PERIODO DE 6 SEMANAS. 2. ENCUADRE POR EL PROFESOR Y ALUMNOS 3. MARCO TEÓRICO: EL PROFESOR CONTARÁ CON UN BANCO DE INFORMACIÓN BÁSICA EN EL SALÓN DE CLASES, ADEMÁS CON BIBLIOGRAFÍA

COMPLEMENTARIA PARA QUE LOS ALUMNOS PUEDAN ELABORAR SU MARCO TEÓRICO. 4. RECORRIDO POR EL LABORATORIO Y PRESENTACIÓN DE LÍNEAS DE SERVICIOS AUXILIARES. 5. FORMACIÓN DE EQUIPOS (GRUPOS DE TRABAJO ) ENTRE LOS ALUMNOS. 6. RESOLUCIÓN POR PARTE DEL ALUMNO DE UN CUESTIONARIO PREVIO, EL CUAL DEBERÁ CONTESTARSE CON LA BIBLIOGRAFÍA QUE CUENTA EL

BANCO DE INFORMACIÓN EN EL SALÓN DE CLASES. DICHO CUESTIONARIO TIENE COMO PROPÓSITO ORIENTAR A LOS ESTUDIANTES PARA QUE PUEDAN ELABORAR SU MARCO TEÓRICO CONSIDERANDO LOS PUNTROS MÁS RELEVANTES, QUE INCLUIRÁ GENERALIDADES, CARACTERÍSTICAS DEL EQUIPO, ANÁLISIS DE VARIABLES, ECUACIONES, DEFINICIONES Y TODO LO QUE ESTIME CONVENIENTE EL PROFESOR PARA CADA FASE EXPERIMENTAL.

7. PROYECTO: SE SOLICITARÁ AL ALUMNO QUE ADEMÁS DE LAS PRÁCTICAS ESATABLECIDAD, ELABORE UN PROYECTO DE INVESTIGACIÓN PARA SU CURSO DE LEMI, EL CUAL DEBERÁ CONTENER:

A) OBJETIVO GENERAL B) OBJETIVOS PARTICULARES C) MARCO TEÓRICO D) CUADRO METODOLÓGICO E) METODOLOGÍA F) MATERIALES G) SECUENCIA DE CÁLCULO H) VALIDACIÓN I) DIAGRAMA DE FLUJO DEL EQUIPO J) PLANO ISOMÉTRICO K) NIVELES Y CONDICIONES DE OPERACIÓN L) CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES.

EVALUACIÓN:

PLENARIA SEMINARIOS. EXÁMENES PARCIALES Y FINAL. AUTOEVALUACIÓN. BITÁCORA. PROYECTO ESCRITO DESARROLLO EN EL LABORATORIO ASISTENCIA

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: NINGUNO PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: INGENIERO QUÍMICO, INGENIERO EN ALIMENTOS O QUÍMICOS CON EXPERIENCIA EN EL ÁREA.

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA.

BADGER, W & BANCHERO, J INTRODUCTION TO CHEMICAL ENGINEERING. Mc GRAW HILL. NEW YORK, 1981 BALZHIESER, R.S.; ELJASSEN, J. TERMODINÁMICA QUÍMICA PARA INGENIEROS PRENTICE HALL. MÉXICO, 1972

HIMMELBLAU, D. PRINCIPIOS Y CÁLCULOS BÁSICOS DE LA INGENIERÍA QUÍMICA. PRENTICE HALL HISPANOAMERICANA. MÉXICO, 1997 COULSON, J.M. INGENIERÍA QUÍMICA REVERTÉ. BARCELONA, ESPAÑA, 1982

LITTLEJOHN, CH. & MEENAGHAN, G. INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA QUÍMICA CECSA. MÉXICO, 1970 COSTA NOVELLA, E. INGENEIERÍA QUÍMICA ALAMBRA. MADRID, ESPAÑA, 1983

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: CRANE COMPANY FLUJO DE FLUIDOS EN VÁLVULAS, ACCESORIOS Y TUBERÍAS Mc GRAW HILL. MÉXICO, 1987 PERRY, ROBEET ET AL. CHEMICAL ENGINEERING HANDBOOK Mc GRAW HILL. USA. 1994 LUDWIG. APPLIED PROCESS DESING FOR CHEMICAL AND PETROCHEMICAL PLANTS GULF PUBLISHING CO. USA, 1985.


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE LA MATERIA: ELECTROMAGNETISMO , QUE CURSARÁN LOS ALUMNOS DE TERCER SEMESTRE DE INGENIERÍA QUÍMICA , HORAS/SEMANA : 5 (3 TEÓRICAS/2 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 8 CLAVE:1322 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE FÍSICA, SECCIÓN : ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO. CAMPO: BÁSICO MODALIDAD : CURSO TEÓRICO-PRÁCTICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN EN LA FÍSICA MODERNA SE RECONOCEN CUATRO TIPOS DE INTERACCIONES FÍSICAS: LA INTERACCIÓN GRAVITACIONAL, LA ELECTROMAGNÉTICA, LA NUCLEAR Y LA DÉBIL. DE ELLAS, LA INTERACCIÓN ELECTROMAGNÉTICA ES LA SEGUNDA EN MAGNITUD Y LA MÁS IMPORTANTE A NIVEL ATÓMICO. ES RESPONSABLE DE LA ATRACCIÓN DE LOS ELECTRONES POR EL NÚCLEO ATÓMICO, DE LA FORMACIÓN DE LOS ENLACES MOLECULARES, Y POR LO TANTO DE LAS REACCIONES QUÍMICAS. TAMBIÉN DOMINA EN VARIOS DE LOS PROCESOS BIOLÓGICOS Y A ESCALA HUMANA. AL ESTUDIAR LA INTERACCIÓN ELECTROMAGNÉTICA SE EXPLICA ENTRE OTRAS COSAS LA PROPAGACIÓN DE LA LUZ Y VARIOS FENÓMENOS ÓPTICOS. EL ESTUDIO DEL ELECTROMAGNETISMO DATA DE LA ANTIGUA CIVILIZACIÓN GRIEGA. ALREDEDOR DE 500 AÑOS ANTES DE CRISTO, TALES DE MILETO DESCUBRIÓ LA ELECTROSTÁTICA AL ANALIZAR EL EFECTO DE FRICCIÓN SOBRE UNA RESINA FÓSIL, EL ÁMBAR (ELECTRÓN EN GRIEGO), ÉL MISMO, DESCUBRIÓ EN LA ISLA DE MAGNESIA UN MINERAL QUE TENÍA LA PROPIEDAD DE ATRAER METALES (LA MAGNETITA). FUE HASTA FINALES DEL SIGLO XVI, CUANDO EL CIENTÍFICO FRANCÉS PIERRE COULOMB ESTUDIÓ CUANTITATIVAMENTE LA ATRACCIÓN ENTRE CARGAS ELÉCTRICAS HACIENDO USO DE UNA BALANZA DE CAVENDISH, Y DEDUJO LA EXPRESIÓN QUE DENOTA LA PROPORCIONALIDAD INVERSA CUADRÁTICA DE LA FUERZA ELECTROSTÁTICA CON LA DISTANCIA Y QUE SE CONOCE COMO LEY DE COULOMB EN HONOR A ÉL. MEDIO SIGLO DESPUÉS, MICHAEL FARADAY INTRODUJO EL CONCEPTO DE CAMPO Y DEDUJO LA LEY DE LA INDUCCIÓN MAGNÉTICA. A FINALES DEL SIGLO XVIII, MAXWELL, RESUMIÓ TODA LA TEORÍA ELECTROMAGNÉTICA CLÁSICA A UN PEQUEÑO CONJUNTO DE CUATRO ECUACIONES DIFERENCIALES PARCIALES. LA LEY DE GAUSS DEL CAMPO ELÉCTRICO ES LA PRIMERA LEY DE MAXWELL, DE ELLA SE PUEDE DEDUCIR LA LEY DE COULOMB Y ES UN BALANCE DE FLUJOS DE SALIDA Y ENTRADA DE LÍNEAS DE CAMPO ELÉCTRICO A TRAVÉS DE UNA SUPERFICIE CERRADA IMAGINARIA, SIENDO DICHO FLUJO PROVOCADO POR UNA FUENTE (CARGA ELÉCTRICA POSITIVA) O UN SUMIDERO (CARGA NEGATIVA) EN EL INTERIOR DE LA SUPERFICIE CERRADA LA SEGUNDA LEY DE MAXWELL ES LA LEY DE GAUSS DEL CAMPO MAGNÉTICO E INDICA LA IMPOSIBILIDAD DE EXISTENCIA DE UN MONOPOLO MAGNÉTICO. LA TERCERA LEY DE MAXWELL ES LA LEY DE AMPERE, INDICA QUE LA VARIACIÓN TEMPORAL DEL FLUJO DE LÍNEAS DE UN CAMPO MAGNÉTICO QUE ATRAVIESAN UNA ESPIRA DE ALAMBRE, PRODUCE UN FLUJO DE CORRIENTE ELÉCTRICA. ESTE EFECTO HA SIDO UTILIZADO PARA GENERAR CORRIENTE ELÉCTRICA DESDE FINALES DEL SIGLO XIX. LA CUARTA LEY DE MAXWELL ES EL EFECTO SIMÉTRICO A LA TERCERA. LA VARIACIÓN DEL FLUJO DE LÍNEAS DE CAMPO ELÉCTRICO PRODUCE UN CAMPO MAGNÉTICO. LA APLICACIÓN TECNOLÓGICA DE ESTA LEY, PERMITE CONSTRUIR ELECTROIMANES, POR EJEMPLO. ADEMÁS, EN LA CUARTA LEY SE ESPECIFICA TAMBIÉN EL HECHO DE QUE UNA CORRIENTE CONTINUA EN UN ALAMBRE, PRODUCE UN CAMPO MAGNÉTICO CIRCULAR CONCÉNTRICO AL ALAMBRE, EXPLICACIÓN YA DESARROLLADA POR J. MARIE AMPERE.

EN ESTE CURSO SE BRINDA AL ESTUDIANTE EL CONOCIMIENTO DE LOS CONCEPTOS FÍSICOS Y MATEMÁTICOS DE LA TEORÍA ELECTROMAGNÉTICA Y SE LE ENSEÑA A PLANTEAR LA SOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE CAMPO ELÉCTRICO Y MAGNÉTICO DONDE SE REQUIERE DE FORMULACIÓN DIFERENCIAL PARA SU SOLUCIÓN, POR LO QUE TAMBIÉN SE CONSTRIBUYE A SU FORMACIÓN EN LA FÍSICA MATEMÁTICA.


UTILIZAR LAS HERRAMIENTAS DEL ANÁLISIS VECTORIAL PARA CARACTERIZAR MATEMÁTICAMENTE LA DISTRIBUCIÓN ESPACIAL DE LOS CAMPOS ELÉCTRICOS Y MAGNÉTICOS PRODUCIDOS POR CARGAS ELÉCTRICAS ESTÁTICAS Y EN MOVIMIENTO, RESPECTIVAMENTE, HASTA LLEGAR A COMPRENDER Y APLICAR CORRECTAMENTE LAS LEYES DE MAXWELL DEL ELECTROMAGNETISMO.


• IDENTIFICAR A LA CARGA ELÉCTRICA COMO LA RESPONSABLE DE LA INTERACCIÓN ELECTROMAGNÉTICA, TANTO EN SU MANIFESTACIÓN ELECTROSTÁTICA COMO EN LA MAGNÉTICA (ASOCIADA AL MOVIMIENTO TRASLACIONAL O ROTACIONAL DE LAS PARTÍCULAS CARGADAS).

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LAS FUNCIONES GRADIENTE, DIVERGENCIA, ROTACIONAL Y LAPLACIANO Y APLICARLAS EFICIENTEMENTE AL CÁLCULO DE LAS FUNCIONES FLUJO Y CURCULACIÓN VECTORIAL, ÚTILES EN OTRAS RAMAS DE LA FÍSICA E INGENIERÍA COMO GRAVITACIÓN Y FENÓMENOS DE TRANSPORTE.

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LAS 4 LEYES DE MAXWELL Y APLICARLAS EFICIENTEMENTE EN LA CARACTERIZACIÓN ESPACIAL Y EVOLUCIÓN TEMPORAL DE LOS CAMPOS ELÉCTRICO Y MAGNÉTICO.

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LA LEY DE GAUSS DEL CAMPO ELÉCTRICO Y OBTENER A PARTIR DE ELLA LA LEY DE COULOMB. APLICAR LA LEY DE GAUSS EN EL CÁLCULO DE CAMPOS ELÉCTRICOS PRODUCIDOS POR DISTRIBUCIONES SIMÉTRICAS DE CARGA.

• APLICAR EL ANÁLISIS INFINITESIMAL PARA OBTENER LA DISTRIBUCIÓN ESPACIAL DE CAMPOS ELÉCTRICOS PRODUCIDOS POR DIFERENTES CONFIGURACIONES CONTINUAS DE CARGA ELÉCTRICA

• EXPLICAR LA NATURALEZA DE IRROTACIONALIDAD DEL CAMPO ELÉCTRICO COMO CONDICIÓN NECESARIA Y SUFICIENTE PARA LA EXISTENCIA DEL POTENCIAL ELÉCTRICO COMO UNA FUNCIÓN ESCALAR A PARTIR DE CUYO GRADIENTE SE PUEDA EVALUAR EL CAMPO VECTORIAL.

• UTILIZAR LAS LEYES DE KIRCHOFF COMO ECUACIONES DE BALANCE DE CORRIENTES ELÉCTRICAS QUE CONVERGEN A UN NODO Y DE ENERGÍA EN UNA MALLA DE UN CIRCUITO PARA OBTENER LAS EXPRESIONES QUE CARACTERIZAN EL COMPORTAMIENTO DE CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA, TALES COMO LOS CIRCUITOS R-C

• EXPLICAR LAS PROPIEDADES MAGNÉTICAS DE LA MATERIA Y RELACIONARLAS CON LAS CONFIGURACIONES ELECTRÓNICAS DE LAS ÚLTIMAS ÓRBITAS DE LOS ÁTOMOS O MOLÉCULAS.

• ESCRIBIR EL MODELO MATEMÁTICO CON EL QUE SE EVALÚA LA FUERZA MAGNÉTICA QUE ACTÚA SOBRE UNA PARTÍCULA CARGADA EN MOVIMIENTO TRASLACIONAL A TRAVÉS DE UN CAMPO MAGNÉTICO Y LLEVAR A CABO EL CÁLCULO CORRESPONDIENTE.

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LA LEY DE AMPERE Y APLICARLA PARA EL CÁLCULO DE LA FUERZA MAGNÉTICA SOBRE CORRIENTES ELÉCTRICAS QUE FLUYEN A TRAVÉS DE CIRCUITOS DE ALAMBRES DE DIFERENTES GEOMETRÍAS.

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LEY DE INDUCCIÓN DE FARADAY Y APLICARLA EN LA CARACTERIZACIÓN DEL EFECTO GENERADOR, EL EFECTO MOTOR Y EL FUNCIONAMIENTO DE LOS TRANSFORMADORES DE VOLTAJE.

• CARACTERIZAR EL FLUJO DE CORRIENTES ELÉCTRICAS EN LAS DIFERENTES RAMAS DE UN CIRCUITO DE CORRIENTE ALTERNA RLC, RESOLVIENDO LAS ECUACIONES DIFERENCIALES RESULTANTES.

P R O G R A M A :

No. de sesión



1 I. INTRODUCCIÓN AL ELECTROMAGNETISMO 1) INTERACCIÓN ELECTROMAGNÉTICA. 2) LA CARGA ELÉCTRICA COMO PROPIEDAD FUNDAMENTAL DE LA

MATERIA RESPONSABLE DE LA INTERACCIÓN ELECTROMAGNÉTICA 3) DEPENDENCIA DE LA INTENSIDAD DE LA INTERACCIÓN

ELECTROMAGNÉTICA CON LA DISTANCIA 4) PROPAGACIÓN DE LA INTERACCIÓN VÍA CAMPOS. 5) NOTAS HISTÓRICAS DE LA EVOLUCIÓN DE LOS CONCEPTOS DE LA

TEORÍA ELECTROMAGNÉTICA

• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTALES DE LA INTERACCIÓN ELECTROMAGNÉTICA.

• IDENTIFICAR A LA CARGA ELÉCTRICA COMO LA PROPIEDAD FÍSICA FUNDAMENTAL DE LA MATERIA RESPONSABLE DE LA INTERACCIÓN ELECTROMAGNÉTICA EN SUS DOS MANIFESTACIONES, LA ELECTROSTÁTICA Y LA MAGNÉTICA DEBIDA A CARGAS EN MOVIMIENTO TRASLACIONAL Y ROTACIONAL.

• EXPLICAR EL ESQUEMA DE PROPAGACIÓN DE LAS INTERACCIONES FÍSICAS POR MEDIOS DE CAMPOS QUE SE EXTIENDEN EN EL ESPACIO A LA VELOCIDAD DE LA LUZ.

2 II. LEY DE COULOMB a) NOTAS HISTÓRICAS b) CÁLCULO DE FUERZAS COULOMBIANAS PARA DISTRIBUCIONES

DISCRETAS DE CARGA ELÉCTRICA. c) CÁLCULO DE FUERZAS COULOMBIANAS PARA DISTRIBUCIONES

CONTINUAS DE CARGA ELÉCTRICA.

• ESCRIBIR LA LEY DE COULOMB EN SU FORMULACIÓN VECTORIAL EXPLICANDO SU DEPENDENCIA CON LA DISTANCIA Y CON LA MAGNITUD DE LAS CARGAS QUE GENERAN LA INTERACCIÓN.

• UTILIZAR LA FORMULACIÓN VECTORIAL PARA CALCULAR LAS FUERZAS DE INTERACCIÓN ENTRE PARTÍCULAS DISCRETAS CARGADAS UBICADAS EN DIFERENTES PUNTOS DEL ESPACIO

• FORMULAR DIFERENCIALMENTE LA LEY DE COULOMB Y POSTERIORMENTE MEDIANTE LA INTEGRACIÓN DE DICHA ECUACIÓN CALCULAR LA INTERACCIÓN ELÉCTRICA QUE UNA DISTRIBUCIÓN DISCRETA DE CARGAS PROVOCA SOBRE UNA CARGA PUNTO.

3 III.- CAMPO ELÉCTRICO. 1. CONCEPTO DE CAMPO ESCALAR Y VECTORIAL. SUS RESPECTIVAS

REPRESENTACIONES ESQUEMÁTICAS. 2. CÁLCULO DEL CAMPO ELÉCTRICO PARA DISTRIBUCIONES DISCRETAS

DE CARGA ELÉCTRICA

• REPRESENTAR CAMPOS ESCALARES Y VECTORIALES EN LA FORMA CONVENCIONALMENTE ACEPTADA.

• FORMULAR VECTORIALMENTE LA EXPRESIÓN DEL CAMPO ELÉCTRICO DEBIDO A UNA CARGA PUNTO Y UTILIZAR DICHA FORMULACIÓN PARA EVALUAR EL CAMPO ELÉCTRICO EN UN PUNTO PRODUCIDO POR DISTRIBUCIONES DISCRETAS DE CARGA ELÉCTRICA.

4 3. CÁLCULO DEL CAMPO ELÉCTRICO PARA DISTRIBUCIONES CONTINUAS DE CARGA ELÉCTRICA A LO LARGO DE:

• UN ALAMBRE DOBLADO • UN ANILLO CARGADO • UN DISCO CARGADO

• UTILIZAR EL CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL PARA CALCULAR EL CAMPO ELÉCTRICO PRODUCIDO POR UNA DISTRIBUCIÓN CONTINUA DE CARGA, A LO LARGO DE UNA LÍNEA Y SOBRE UNA SUPERFICIE.

5 IV. SIGNIFICADO FÍSICO DE LAS FUNCIONES DEL ANÁLISIS VECTORIAL. 1. EL OPERADOR VECTORIAL DIFERENCIAL NABLA. 2. FUNCIÓN GRADIENTE DE UN CAMPO ESCALAR. IDENTIFICACIÓN DEL

GRADIENTE COMO UNA FUERZA IMPULSORA PARA EL FLUJO DE ENTIDADES FÍSICAS.

3. FUNCIÓN FLUJO VECTORIAL. SIGNIFICADO FÍSICO. 4. DIVERGENCIA DE UN CAMPO VECTORIAL. SIGNIFICADO FÍSICO. 5. TEOREMA DE LA DIVERGENCIA DE GAUSS . 6. FUENTE Y SUMIDERO DE LÍNEAS DE CAMPO.

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DEL GRADIENTE DE UN CAMPO ESCALAR Y RELACIONAR A DICHA FUNCIÓN CON LA FUERZA IMPULSORA PARA EL FLUJO DE UNA CANTIDAD VECTORIAL

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LA FUNCIÓN FLUJO VECTORIAL Y UTILIZARLLA PARA CONTABILIZAR EL NÚMERO DE LÍNEAS DE CAMPO QUE ATRAVIESAN UNA SUPERFICIE.

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LA DIVERGENCIA DE UN CAMPO VECTORIAL Y RELACIONARLO CON LA EXISTENCIA DE FUENTES Y SUMIDEROS DE LÍNEAS DE CAMPO.

• ESCRIBIR EL TEOREMA DE LA DIVERGENCIA DE GAUSS EXPLICANDO SU SIGNIFICADO FÍSICO.

6 7. FUNCIÓN CIRCULACIÓN DE UN CAMPO VECTORIAL. SIGNIFICADO FÍSICO. 8. EL ROTACIONAL DE UN CAMPO VECTORIAL. SIGNIFICADO FÍSICO. 9. TEOREMA DEL ROTACIONAL DE STOKES 10. CAMPO IRROTACIONAL. CONDICIÓN DE IRROTACIONALIDAD. 11. CAMPO DE POTENCIAL

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LA FUNCIÓN CIRCULACIÓN VECTORIAL Y RELACIONARLO MATEMÁTICAMENTE CON LA FUNCIÓN ROTACIONAL DEL CAMPO MEDIANTE EL TEOREMA DE STOKES,

• DEMOSTRAR QUE LA IRROTACIONALIDAD DE UN CAMPO VECTORIAL ES CONDICIÓN NECESARIA Y SUFICIENTE PARA DEFINIR UN POTENCIAL ESCALAR CON CUYO GRADIENTE SE PUEDA DESCRIBIR AL CAMPO VECTORIAL.

7 V. LEY DE GAUSS DEL CAMPO ELÉCTRICO Y LA LEY DE COULOMB 1. BALANCE DE FLUJO LÍNEAS DE CAMPO ELECTRICO A TRAVÉS DE UNA

SUPERFICIE GAUSSIANA. 2. SIMPLIFICACIÓN DE LA ECUACIÓN DE BALANCE A ESTADO

ESTACIONARIO. LEY DE GAUSS DEL CAMPO ELÉCTRICO 3. OBTENCIÓN DE LA LEY DE COULOMB A PARTIR DE LA LEY DE GAUSS

• UTILIZAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LA DIVERGENCIA PARA REALIZAR EL BALANCE DE LÍNEAS DE CAMPO A TRAVÉS DE UNA SUPERFICIE GAUSSIANA Y OBTENER LA LEY DE GAUSS PARA EL CAMPO ELÉCTRICO.

• APLICAR LA LEY DE GAUSS DEL CAMPO ELÉCTRICO A UNA SUPERFICIE GAUSSIANA ESFÉRICA PARA DEDUCIR LA LEY DE COULOMB

8 4. CÁLCULO DEL CAMPO ELÉCTRICO PRODUCIDO POR DIFERENTES DISTRIBUCIONES CONTINUAS SIMÉTRICAS DE CARGA UTILIZANDO LEY DE GAUSS:

• CAMPO EN EL INTERIOR DE UNA ESFERA NO CONDUCTORA CARGADA • CAMPO EN EL INTERIOR Y EXTERIOR DE UN CILINDRO CARGADO • CAMPO ENTRE DOS CILINDROS CONCÉNTRICOS • CAMPO ENTRE DOS PLACAS PARALELAS UNIFORMEMENTE CARGADAS

• UTILIZAR LA LEY DE GAUSS DEL CAMPO ELÉCTRICO A DISTRIBUCIONES SIMÉTRICAS DE CARGA PARA EVALUAR LA DISTRIBUCIÓN DEL CAMPO, CONSIDERNADO SIMETRÍA EN COORDENADAS ESFÉRICAS, CILÍNDRICAS Y CARTESIANAS.

9 EJERCICIOS • UTILIZAR LOS CONOCIMIENTOS ADQUIRIDOS PARA RESOLVER PROBLEMAS DE INTERACCIÓN COULOMBIANA Y DISTRIBUCIÓN DE CAMPOS ELÉCTRICOS.

10 VI. POTENCIAL ELÉCTRICO 1. DEFINICIÓN OPERACIONAL DEL POTENCIAL ELÉCTRICO 2. CALCULO DEL POTENCIAL ELÉCTRICO EN EL INTERIOR DE UNA

ESFERA NO CONDUCTORA CARGADA.

• DEFINIR EL POTENCIAL ELÉCTRICO COMO EL TRABAJO POR UNIDAD DE CARGA NECESARIO PARA TRAER DESDE EL INFINITO UNA CARGA DE PRUEBA A LAS INMEDIACIONES DE UN CAMPO ELÉCTRICO Y TRADUCIR ESTA DEFINICIÓN A LENGUAJE MATEMÁTICO.

• APLICAR LA LEY DE GAUSS Y LA DEFINICIÓN OPERACIONAL DEL POTENCIAL ELÉCTRICO PARA EL CÁLCULO DEL POTENCIAL EN EL INTERIOR DE UN CUERPO NO CONDUCTOR CARGADO.

11 3. CONDICIÓN DE IRROTACIONALIDAD DEL CAMPO ELÉCTRICO COMO REQUISITO PARA QUE EXISTA UN POTENCIAL ESCALAR CON CUYO GRADIENTE SE DESCRIBA DICHO CAMPO

4. RELACIONES MATEMÁTICAS ENTRE CAMPO Y POTENCIAL ELÉCTRICO. 5. CÁLCULO DEL POTENCIAL ELÉCTRICO PARA DIFERENTES

DISTRIBUCIONES DISCRETAS DE CARGAS ELÉCTRICAS. 6. CÁLCULO DEL POTENCIAL ELÉCTRICO PRODUCIDO POR

DISTRIBUCIONES CONTINUAS DE CARGA ELÉCTRICA

• DEMOSTRAR QUE LA CONDICIÓN DE IRROTACIONALIDAD DE UN CAMPO VECTORIAL IMPLICA LA EXISTENCIA DE UNA FUNCIÓN ESCALAR CON CUYO GRADIENTE QUEDA COMPLETAMENTE ESPECIFICADO EL CAMPO.

• ESCRIBIR LAS RELACIONES MATEMÁTICAS ENTRE CAMPO Y POTENCIAL ELÉCTRICO, EXPLICANDO SU SIGNIFICADO FÍSICO.

• CALCULAR EL POTENCIAL ELÉCTRICO EN UN PUNTO DEBIDO A DISTRIBUCIONES DISCRETAS Y CONTINUAS DE CARGA, EMPLEANDO PARA ESTA ÚLTIMA UNA FORMULACIÓN DIFERENCIAL DE LAS CONTRIBUCIONES AL POTENCIAL

12 7. POTENCIAL Y CAMPO ELÉCTRICO EN UN DIPOLO 8. SUPERFICIES EQUIPOTENCIALES. 9. ENERGÍA POTENCIAL ELÉCTRICA.

• DETERMINAR LAS EXPRESIONES MATEMÁTICAS QUE DESCRIBEN LA DISTRIBUCIÓN ESPACIAL DEL CAMPO Y POTENCIAL ELÉCTRICO PRODUCIDO POR UN DIPOLO O UN CUADRUPOLO.

• GRAFICAR DICHA DISTRIBUCIÓN UTILIZANDO COORDENADAS POLARES PARA VISUALIZAR LAS SUPERFICIES EQUIPOTENCIALES.

• CALCULAR LA ENERGÍA POTENCIAL ELÉCTRICA DE UN CONJUNTO DE CARGAS DISCRETAS TOMANDO EN CUENTA INTERACCIONES POR PAREJAS.

13 EJERCICIOS • UTILIZAR LOS CONOCIMIENTOS ADQUIRIDOS PARA RESOLVER PROBLEMAS RELACIONADOS AL CÁLCULO DEL POTENCIAL ELÉCTRICO Y DEL CAMPO A PARTIR DE DICHO POPTENCIAL O VICEVERSA.

14 EXAMEN • DEMOSTRAR LOS CONOCIMIENTOS ADUIRIDOS Y SU HABILIDAD PARA RESOLVER PROBLEMAS.

15 VII. CAPACITANCIA. 1. DEFINICIÓN DE SISTEMA CAPACITOR 2. EJEMPLOS DE CAPACITORES NATURALES 3. CÁLCULO DE LA CAPACITANCIA DE: • UN CAPACITOR DE PLACAS PARALELAS • UN CAPACITOR DE CILINDROS CONCÉNTRICOS • UN CAPACITOR DE ESFERAS CONCÉNTRICAS

• DEFINIR UN SISTEMA CAPACITOR Y DAR EJEMPLOS DE CAPACITORES NATURALES.

• APLICAR LA LEY DE GAUSS DEL CAMPO ELÉCTRICO PARA CALCULAR LA CAPACITANCIA DE SISTEMAS CAPACITORES DE DIFERENTE GEOMETRÍA.

16 4. CÁLCULO DE CAPACITANCIA EN : • CAPACITORES DE PLACAS OBLICUAS • SISTEMAS DE CAPACITORES EN SERIE • SISTEMAS DE CAPACITORES EN PARALELO 5. ENERGÍA ALMACENADA EN EL CAMPO ELÉCTRICO INTERNO DE UN

SISTEMA CAPACITOR

• CALCULAR LA CAPACITANCIA EQUIVALENTE DE SISTEMAS DE CAPACITORES ARREGLADOS EN SERIE, PARALELO O SERIE-PARALELO..

• CALCULAR LA ENERGÍA ALMACENADA EN UN SISTEMA CAPACITOR.

17 6. CONDENSADORES 7. CONDENSADOR CON UN DIELÉCTRICO

• CALCULAR LA CAPCITANCIA DE UN CAPACITOR CON UN MATERIAL DIELÉCTRICO DIFERENTE AL AIRE O VACÍO.

18 VIII. CORRIENTE Y RESISTENCIA 1. CARGAS EN MOVIMIENTO Y CORRIENTES ELÉCTRICAS 2. CORRIENTE ELÉCTRICA Y DENSIDAD DE CORRIENTE 3. RESISTENCIA Y RESITIVIDAD 4. LEY DE OHM 5. LEY DE OHM DESDE EL PUNTO DE VISTA MICROSCÓPICO. 6. RESISTENCIA EQUIVALENTE PARA ARREGLOS EN SERIE Y PARALELO. 7. POTENCIA EN CIRCUITOS ELÉCTRICOS Y EFECTO JOULE. 8. CLASIFICACIÓN DE MATERIALES SEGÚN SU RESISTIVIDAD: • CONDUCTORES • DIELÉCTRICOS • SEMICONDUCTORES • SUPERCONDUCTORES • MATERIALES PIEZOELÉCTRICOS

• ESCRIBIR LA LEY DE OHM EN TÉRMINOS DE PROPIEDADES EXTENSIVAS, EXPLICANDO SU SIGNIFICADO FÍSICO.

• DEFINIR LAS VARIABLES INTENSIVAS : DENSIDAD DE FLUJO, RESISTIVIDAD Y GRADIENTE DE POTENCIAL, ASOCIADAS A LAS PROPIEDADES EXTENSIVAS: CORRIENTE, RESITENCIA Y POTENCIAL, DE LA LEY DE OHM

• ESCRIBIR LA LEY DE OHM EN TÉRMINOS DE PROPIEDADES EXTENSIVAS EXPLICANDO SU SIGNIFICADO FÍSICO Y SU GRADO DE UNIVERSALIDAD

• UTILIZAR LAS DOS FORMULACIONES DE LA LEY DE OHM PARA EL CÁLCULO DE CORRIENTES ELÉCTRICAS A TRAVÉS DE ELEMENTOS RESISTIVOS

• CALCULAR LA RESISTENCIA EQUIVALENTE EN ARREGLOS DE ELEMENTOS RESISTIVOS EN SERIE, PARALELO Y SERIE-PARALELO.

• CLASIFICAR A LOS MATERIALES EN TÉRMINOS DE LOS VALORES DE SU RESISTIVIDAD

• CALCULAR EL CALOR PRODUCIDO POR EL FLUJO CORRIENTE ELÉCTRICA A TRAVÉS DE UN ELEMENTO RESITIVO.

19 IX. CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA 1. FUERZA ELECTROMOTRIZ 1. CÁLCULO DE LA CORRIENTE EN UN CIRCUITO DE UNA SOLA MALLA 2. CIRCUITOS DE MÚLTIPLES MALLAS 3. PRIMERA LEY DE KIRCHOFF. BALANCE DE FLUJOS DE CORRIENTE QUE

CONVERGEN A UN NODO 4. SEGUNDA LEY DE KIRCHOFF. BALANCE DE CAÍDAS DE POTENCIAL EN

UNA MALLA.

• EXPLICARÁ EL CONCEPTO DE FUERZA ELECTROMOTRIZ • UTILIZAR LAS LEYES DE KIRCHOFF PARA EL CÁLCULO DE CORRIENTES

ELÉCTRICAS Y POTENCIALES ELÉCTRICOS EN CIRCUITOS DE UNA SOLA MALLA Y DE MALLAS MÚLTIPLES.

• UTILIZAR LA SEGUNDA LEY DE KIRCHOFF PARA OBTENER LA ECUACIÓN DIFERENCIAL QUE CARACTERIZA LA DINÁMICA DEL FLUJO DE CORRIENTE A TRAVÉS DE LOS ELEMENTOS DE UN CIRCUITO R-C EN PROCESO DE CARGA Y DESCARGA.

20 5. CARACTERIZACIÓN MATEMÁTICA DEL PROCESO DE CARGA DE UN CIRCUITO R-C

6. CARACTERIZACIÓN DEL PROCESO DE DESCARGA DE UN CIRCUITO R-C

• UTILIZAR LA SEGUNDA LEY DE KIRCHOFF PARA OBTENER LA ECUACIÓN DIFERENCIAL QUE CARACTERIZA LA DINÁMICA DEL FLUJO DE CORRIENTE A TRAVÉS DE LOS ELEMENTOS DE UN CIRCUITO R-C EN PROCESO DE CARGA Y DESCARGA.

21 X. CAMPO MAGNÉTICO. 1. GENERALIDADES A CERCA DE LOS CAMPOS MAGNÉTICOS. 2. EL VECTOR DE CAMPO MAGNÉTICO 3. FUERZA SOBRE UNA CARGA EN MOVIMIENTO TRASLACIONAL QUE

ATRAVIESA UN CAMPO MAGNÉTICO. CÁLCULO DE LA TRAYECTORIA

• EXPLICAR LA FORMA EN QUE SE PRODUCE EL CAMPO MAGNÉTICO • CALCULAR LA FUERZA DE DEFLEXIÓN EN SU TRAYECTORIA A LA QUE

SE VE SUJETA UNA PARTÍCULA CARGADA QUE ATRAVIESA UNA REGIÓN EN EL ESPACIO DOMINADA POR UN CAMPO MAGNÉTICO.

22 1. EL CICLOTRÓN Y EL SINCROTRÓN 2. FUERZA MAGNÉTICA SOBRE UN ALAMBRE PORTADOR DE CORRIENTE 3. LEY DE AMPERE

• UTILIZAR EL MODELO DE FUERZA MAGNÉTICA SOBRE UNA PARTÍCULA QUE SE TRASLADA DENTRO DE UN CAMPO MAGNÉTICO PATRA EXPLICAR EL FUNCIONAMIENTO DE LOS ACELERADORES DE PARTÍCULAS.

• APLICAR LA LEY DE AMPERE PARA EL CÁLCULO DE LA FUERZA MAGNÉTICA SOBRE UN ALAMBRE QUE CONDUCE CORRIENTE.

23 1. LEY DE BIOT-SAVART 2. CAMPOS ELÉCTRICOS Y MAGNÉTICOS COMBINADOS. 3. DESCUBRIMIENTO DEL ELECTRÓN 4. EFECTO HALL

• APLICAR LA LEY DE BIOT –SAVART PARA EL CÁLCULO DE LA FUERZA MAGNÉTICA SOBRE ALAMBRES DE GEOMETRÍA COMPLEJA.

• APLICAR LA LEY DE AMPERE Y LA LEY DE COULOMB COMBINADAS PARA CARACTERIZAR LA TRAYECTORIA DE UNA PARTÍCULA QUE SE VE SUJETA A LA INFLUENCIA DE CAMPOS ELÉCTRICOS Y MAGNÉTICOS CRUZADOS.

• APLICAR LA LEY DE AMPERE PARA CARACTERIZAR LA DESVIACIÓN DE LA TRAYECTORIA DE UNA PARTÍCULA EN EL INTERIOR DE UN MATERIAL CONDUCTOR.

24 1. LEY DE GAUSS DEL CAMPO MAGNÉTICO 2. DIPOLO MAGNÉTICO EN UN CAMPO MAGNÉTICO HOMOGÉNEO.

OSCILACIONES.

• ESCRIBIR LA LEY DE GAUSS DEL CAMPO MAGNÉTICO EXPLICANDO SU SIGNIFICADO F´ÍSICO Y LA IMPOSIBILIDAD DE LA EXISTENCIA DE UN MONOPOLO MAGNÉTICO.

• CARACTERIZAR LA DINÁMICA DE UN DIPOLO MAGNÉTICO INMERSO EN UN CAMPO MAGNÉTICO HOMOGÉNEO

25 EXAMEN • 26 XI. INDUCCIÓN

1. VARIACIÓN DEL FLUJO MAGNÉTICO 2. EXPERIMENTO DE HENRY-FARADAY 3. LEY DE FARADAY 4. LEY DE LENZ Y CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA

• RELACIONAR LA RAPIDEZ DE LA VARIACIÓN DEL FLUJO MAGNÉTICO A TRAVÉS DE UNA SUPERFICIE LIMITADA POR UN ALAMBRE CONDUCTOR CON LA GENERACIÓN DE CORRIENTE ELÉCTRICA A TRAVÉS DE DICHO ALAMBRE Y CALCULAR LA INTENSIDAD DE CORRIENTE GENERADA EN FUNCIÓN DE LA RAPIDEZ CON LA QUE CAMBIA EL FLUJO MAGNÉTICO.

27 5. CAMPOS ELÉCTRICOS INDUCIDOS 6. INDUCTORES E INDUCTANCIA 7. AUTOINDUCCIÓN

•

28 8. CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA 9. CIRCUITOS RL

• ESCRIBIR LAS ECUACIONES DIFERENCIALES PARA EL FLUJO DE CORRIENTE A TRAVÉS DE CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA T RESOLVERLAS EN LOS CASOS DE CIRCUITOS RLC

29 10. ENERGÍA ALMACENADA EN UN CAMPO MAGNÉTICO 11. DENSIDAD DE ENERGÍA DE UN CAMPO MAGNÉTICO

•

30 12. INDUCCIÓN MUTUA 13. TRANSFORMADORES DE POTENCIA 14. CIRCUITOS RLC

• EXPLICAR EL EFECTO DE INDUCCIÓN MUTUA Y REALIZAR CÁLCULOS PARA OBTENER LA VARIACIÓN DE VOLTAJE, INTENSIDAD DE CORRIENTE Y POTENCIA ENTRE LOS ELEMENTOS DE UN SISTEMA TRANSFORMADOR.

31 XI.I- LEYES DE MAXWELL • EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DE LAS LEYES DE MAXWELL Y DEDUCIR A PARTIR DE ELLAS:

• LA LEY DE COULOMB • LA IMPOSIBILIDAD DE LA EXISTENCIA DE UN MONOPOLO MAGNÉTICO

Y EL CARÁCTER SOLENOIDAL DE LAS LÍNEAS DE CAMPO MAGNÉTICO. • EL EFECTO GENERADOR • EL EFECTO DE INDUCCIÓN.

32 EXAMEN

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: ALONSO Y FINN FÍSICA, VOLUMEN 2 CAMPOS. ADDISON WESLEY. MÉXICO, 1976 BENITO, E. PROBLEMAS DE CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS THOMSON LEARNING. MÉXICO, 2003 CHENG, DAVID K. FUNDAMENTOS DE ELECTROMAGNETISMO PARA INGENIERÍA ADDISON WESLEY. MÉXICO, 1997 FISHBANE FÍSICA, TOMO 2. MC GRAW-HILL. MÉXICO, 1996 HECHT, EUGENE FÍSICA CON ÁLGEBRA Y TRIGONOMETRÍA. VOL. 2 THOMSON LEARNING. MÉXICO, 2000 HECHT, EUGENE. FUNDAMENTOS DE FÍSICA. THOMSON LEARNING. MÉXICO, 2001 LANE REESE, RONALD FÍSICA UNIVERSITARIA. VOLUMEN II. THOMSON LEARNING. MÉXICO, 2002

LEA, SUSAN & BURKE, JOHN ROBERT FÍSICA. LA NATURALEZA DE LAS COSAS THOMSON LEARNING. MÉXICO, 1999 MARSHALL, STANLEY V. ; DUBROFF, RICHARD E. & SKITEK, GABRIEL G. ELECTROMAGNETISMO, CONCEPTTOS Y APLICACIONES. PRENTICE HALL. MÉXICO, 1997 REITZ, JOHN R.; MILFORD, FREDERICK J. & CHRISTY, ROBERT J. FUNDAMENTOS DE LA TEORÍA ELECTROMAGNÉTICA PEARSON EDUCATION. MÉXICO, 1996 RESNICK Y HALLIDAY FÍSICA, TOMO 2 CECSA, MÉXICO, 1994 RESNICK Y HALLIDAY & CRANE FÍSICA, TOMO 2 CECSA, MÉXICO, 1999 SEARS, FRANCIS; ZEMANSKY, MARK; YOUNG, HUGH, D. FÍSICA UNIVERSITARIA, 2a EDICIÓN. PEARSON EDUCATION. ADISSON WESLEY LONGMAN. MÉXICO, 1999 SERWAY, RAYMOND A. FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA, VOL2 3a EDICIÓN, THOMSON LEARNING. MÉXICO, 2003

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: DE VRIES, PAUL L. A FIRST COURSE IN COMPUTATIONAL PHYSICS. JOHN WILEY AND SONS. NEW YORK, USA, 1994 GOULD, HARVEY & TOBOCHNICK, JAN. AN INTRODUCTION TO COMPUTER SIMULATIOS METHODS. APLICATIONS TO PHYSICAL SYSTEMS. ADISSON WESLEY. MASSACHUSETTS, USA, 1988.

SERRANO, VÍCTOR; GARCÍA, GRACIELA & GUTIÉRREZ, CARLOS ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO. ESTRATEGIAS EN LA SOLUCIÓN DE PROBLEMAS Y APLICACIONES. PEARSON EDUCATION. MÉXICO, 2001 VILLALOBOS, GUSTAVO & JIMÉNEZ, OFELIA PROBLEMAS RESUELTOS DE FÍSICA III ALFAOMEGA. BARCELONA, ESPAÑA, 2000

TÉCNICA DE ENSEÑANZA. 1.- DESARROLLO DE CONCEPTOS Y MODELOS MATEMÁTICOS EN EL PIZARRÓN. 2.- SOLUCIÓN ANALÍTICA DE LOS MODELOS 3.- CONSTRUCCIÓN Y EJECUCIÓN DE ALGORITMOS DE CÓMPUTO PARA LA SIMULACIÓN DE LA DISTRIBUCIÓN DE CAMPOS ELÉCTRICOS

Y MAGNÉTICOS EN EL ESPACIO Y FENÓMENOS ASOCIADOS 4.- RESOLUCIÓN DE SERIES DE PROBLEMAS Y CUESTIONARIOS. 5.- PRÁCTICAS DE LABORATORIO EVALUACIÓN: SE TOMARÁ EN CUENTA: 1.- SERIES DE PROBLEMAS Y CUESTIONARIOS 2.- EXÁMENES PARTE CONCEPTUAL PARTE DE RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS 3.- PRÁCTICAS DE LABORATORIO. SE CONSIDERARÁN LAS SIGUIENTES PRÁCTICAS: 1.- CARGA ELÉCTRICA Y LEY DE COULOMB. 2.- CAMPO Y POTENCIAL ELÉCTRICO. 3.- CAPACITANCIA Y CIRCUITOS R-C 4.- LEYES DE KIRCHOFF Y COMPUTADORAS ANALÓGICAS 5.- ELECTRODEPOSICIÓN. 6.- FUERZA MAGNÉTICA 7.- LEY DE AMPERE Y DE BIOT SAVART 8.- LEY DE FARADAY Y TRANSFORMADORES 9.- PROYECTO. EN LAS SESIONES DE LABORATORIO RESTANTES SE RESOLVERÁN EJERCICIOS DE TEORÍA. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: NINGUNA PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: INGENIEROS, FÍSICOS, PROFESIONALES DE LA QUÍMICA


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE LA MATERIA: MÉTODOS NUMÉRICOS , QUE CURSARÁN LOS ALUMNOS DE TERCER SEMESTRE DE INGENIERÍA QUÍMICA , ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA. SECCIÓN

DE INGENIERÍA QUÍMICA HORAS/SEMANA : 4 (2 TEÓRICAS / 2 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1326 CAMPO: COMPLEMENTARIO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA MODALIDAD: CURSOTEÓRICO/PRÁCTICO ASIGNATURA PRECEDENTE: PROGRAMACIÓN Y COMPUTACIÓN ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN

DURANTE SU EJERCICIO PROFESIONAL, UN INGENIERO QUÍMICO SE ENFRENTA AL PROBLEMA DEL DISEÑO DE EQUIPOS INDUSTRIALES, OPERACIONES UNITARIAS Y DE PROCESOS INDUSTRIALES COMPLETOS. FRECUENTEMENTE LA MODELACIÓN MATEMÁTICA DE TALES SISTEMAS LO LEVAN A OBTENER SISTEMAS DE ECUACIONES SIMULTÁNEAS LINEALES O NO LINEALES, ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS Y PARCIALES, ECUACIONES INTEGRALES O ECUACIONES INTEGRODIFERENCIALES. LA TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA LE OFRECE LA POSIBILIDAD DE RESOLVER DICHOS PROBLEMAS EN FORMA RÁPIDA Y EFICIENTE, MEDIANTE EL USO DE COMPUTADORAS DIGITALES Y EL EMPLEO DE MÉTODOS NUMÉRICOS.

UNA VEZ QUE EL ESTUDIANTE DE INGENIERÍA QUÍMICA HA APRENDIDO A PROGRAMAR, SE LE EJERCITARÁ EN ESTE CURSO, EN LA

CONSTRUCCIÓN DE ALGORITMOS COMPUTACIONALES PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE LOS MÉTODOS NUMÉRICOS MÁS CONOCIDOS Y UTILIZADOS EN LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS MATEMÁTICOS TÍPICOS DE LA INGENIERÍA QUÍMICA.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO:

AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE EXPLICAR LOS FUNDAMENTOS MATEMÁTICOS Y LA FORMA EN QUE OPERAN LOS MÉTODOS NUMÉRICOS, ADEMÁS DE LLEVAR A CABO LA CONSTRUCCIÓN DE LOS ALGORITMOS COMPUTACIONALES QUE LE PERMITAN RESOLVER DIFERENTES TIPOS DE ECUACIONES QUE SE PRESENTAN EN APLICACIONES PRÁCTICAS DE LA INGENIERÍA Y PARA LAS CUALES ES DIFÍCIL ENCONTRAR UNA SOLUCIÓN ANALÍTICA, COMPRENDIENDO ELLAS: ECUACIONES ALGEBRAICAS Y TRASCENDENTES, ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS Y PARCIALES, SISTEMAS DE ECUACIONES LINEALES Y NO LINEALES, ECUACIONES INTEGRALES Y SISTEMAS DE ECUACIONES DIFERENCIALES ACOPLADAS.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS: AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE ESCRIBIR Y APLICAR ALGORITMOS DE CÓMPUTO QUE LE PERMITAN REALIZAR LAS SIGUIENTES TAREAS:

• RESOLVER ECUACIONES ALGEBRAICAS NO LINEALES Y TRASCENDENTES • APROXIMAR FUNCIONES MEDIANTE POLINOMIOS • AJUSTAR UNA SERIE DE PUNTOS A UNA FUNCIÓN POLINOMIAL • RESOLVER ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS • RESOLVER ECUACIONES DIFERENCIALES PARCIALES • LLEVAR A CABO INTEGRACIONES NUMÉRICAS. • RESOLVER SISTEMAS DE ECUACIONES DIFERENCIALES ACOPLADAS. • EVALUAR EL ERROR DE CADA UNO DE LOS MÉTODOS NUMÉRICOS QUE DESARROLLE.

PROGRAMA: No. de sesión



1 UNIDAD I. INTRODUCCIÓN AL CURSO DE MÉTODOS NUMÉRICOS. 1.1 IMPORTANCIA DE LOS MÉTODOS NUMÉRICOS EN LA FORMACIÓN

PROFESIONAL DEL INGENIERO QUÍMICO 1.2 TIPOS DE ECUACIONES QUE APARECEN CON MAYOR FRECUENCIA EN

INGENIERÍA QUÍMICA ECUACIONES ALGEBRAICAS Y TRASCENDENTES. EJEMPLOS ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS. EJEMPLOS ECUACIONES DIFERENCIALES PARCIALES. EJEMPLOS ECUACIONES INTEGRALES. EJEMPLOS SISTEMAS DE ECUACIONES DIFERENCIALES ACOPLADAS. EJEMS.

1.3 GRADO DE DIFICULTAD EN LA RESOLUCIÓN DE LOS DIFERENTES TIPOS DE ECUACIONES.

1.4 IDENTIFICACIÓN DE LOS TÉRMINOS NO LINEALES EN LOS DIFERENTES TIPOS DE ECUACIONES

1.5 DIFERENCIAS ENTRE LAS SOLUCIONES ANALÍTICAS Y NUMÉRICAS. EJEMPLOS.

EXPLICAR LA IMPORTANCIA DE LOS MÉTODOS NUMÉRICOS EN SU FORMACIÓN PROFESIONAL. IDENTIFICAR LOS TIPOS DE PROBLEMAS MATEMÁTICOS EN LOS QUE ES

NECESARIO APLICAR ALGÚN MÉTODO NUMÉRICO PARA LOGRAR SU SOLUCIÓN, DEBIDO A LA COMPLEJIDAD DE INTENTAR UNA SOLUCIÓN ANALÍTICA. DISTINGUIR ENTRE LOS DIFERENTES TIPOS DE MODELOS MATEMÁTICOS EN

LOS QUE ES CONVENIENTE RESOLVER POR ALGÚN MÉTODO NUMÉRICO. IDENTIFICAR LOS TÉRMINOS NO LINEALES EN LOS DIFERENTES TIPOS DE

ECUACIONES.

2 UNIDAD II. TIPOS DE ERROR QUE SE PRESENTAN DURANTE LA APLICACIÓN DE LOS MÉTODOS NUMÉRICOS.

2.1 ERRORES INHERENTES. 2.2 ERRORES ABSOLUTOS Y ERRORES RELATIVOS. 2.3 ERRORES POR TRUNCAMIENTO 2.4 ERRORES POR REDONDEO 2.5 ERRORRES EN LAS OPERACIONES DE SUMA, RESTA, MULTIPLICACIÓN Y

DIVISIÓN. 2.6 PROPAGACIÓN DEL ERROR

IDENTIFICAR LOS TIPOS DE ERROR QUE SE PRESENTAN DURANTE LA SOLUCIÓN NUMÉRICA DE ECUACIONES . EXPLICAR EN QUE CONSISTE EL PROBLEMA DE LA PROPAGACIÓN DEL ERROR

DURANTE LA APLICACIÓN DE MÉTODOS NUMÉRICOS .

3 2.7 EVALUACIÓN CUANTITATIVA DEL ERROR PRESENTE EN LOS MÉTODOS NUMÉRICOS.

2.8 ESTRATEGIAS PARA MINIMIZACIÓN DEL ERROR

• IDENTIFICAR LOS CASOS EN LOS QUE SEA APLICABLE ALGUNA ESTRATEGIA DE MINIMIZACIÓN DE LOS ERRORES IMPLÍCITOS EN LA APLICACIÓN DE LOS MÉTODOS NUMÉRICOS Y PROCEDER A APLICAR DICHA ESTRATEGIA EN ALGÚN EJEMPLO REPRESENTATIVO.

4 o EJERCICIOS DE EVALUACIÓN DEL ERROR EN EJEMPLOS SENCILLOS o EJERCICIOS DE ESTRATEGIAS DE MINIMIZACIÓN DEL ERROR

• FORMULAR ALGUNOS PROGRAMAS PARA ESTIMAR DIFERENTES TIPOS DE ERROR EN LA MANIPULACIÓN NUMÉRICA DE DATOS.

• FORMULAR ALGUNOS PROGRAMAS QUE PERMITAN MINIMIZAR EL ERROR DURANTE LA MANIPULACIÓN DE OPERACIONES ARITMÉTICAS EN LA COMPUTADORA.

5 UNIDAD III. SOLUCIÓN NUMÉRICA DE SISTEMAS DE ECUACIONES SIMULTÁNEAS LINEALES

3.1 TEOREMA DE EXISTENCIA DE LAS SOLUCIONES DE UN SISTEMA DE ECUACIONES ALGEBRAICAS LINEALES.

SISTEMAS CON SOLUCIÓN ÚNICA SISTEMAS CON SOLUCIÓN MÚLTIPLE SISTEMAS SIN SOLUCIÓN ( SISTEMAS DE ECUACIONES

INCONSISTENTES) 3.2 CLASIFICACIÓN DE LOS MÉTODOS DE RESOLUCIÓN DE SISTEMAS DE

ECUACIONES ALGEBRAICAS SIMULTÁNEAS LINEALES o MÉTODOS DIRECTOS o MÉTODOS INDIRECTOS

3.3 ELIMINACIÓN GAUSSIANA CON RETROSUSTITUCIÓN.

• EXPLICAR LOS TEOREMAS DE LA EXISTENCIA DE LAS SOLUCIONES DE UN SISTEMA DE ECUACIONES ALGEBRAICAS LINEALES.

• RECONOCER SI UN SISTEMA DE ECUACIONES ALGEBRAICAS SIMULTÁNEAS LINEALES TIENE SOLUCIÓN ÚNICA O MÚLTIPLE O SI NO TIENE SOLUCIÓN.

• EXPLICAR LOS FUNDAMENTOS DEL MÉTODO DE ELIMINACIÓN GAUSSIANA CON RETROSUSTITUCIÓN.

• ESCRIBIR UN ALGORITMO EN BASE A DIAGRAMA DE BLOQUES PARA APLICAR EL MÉTODO DE ELIMINACIÓN GAUSSIANA.

6 • CÓDIGO EN LENGUAJE C DEL MÉTODO DE ELIMINACIÓN GAUSSIANA • RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS UTILIZANDO EL MÉTODO DE

ELIMINACIÓN GAUSSIANA.

FORMULAR EN ALGÚN LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN EL MÉTODO DE ELIMINACIÓN GAUSSIANA Y APLICARLO EN LA RESOLUCIÓN DE SISTEMAS DE ECUACIONES ALGEBRAICAS SIMULTÁNEAS LINEALES

7 3.4 MÉTODO DE GAUSS-JORDAN CÁLCULO DE LA DETERMINANTE DE LA MATRIZ DEL SISTEMA CÁLCULO DE LA INVERSA DE LA MATRIZ DEL SISTEMA SOLUCIÓN DEL SISTEMA DE ECUACIONES

3.5 MÉTODO DE JACOBI

• EXPLICAR LOS FUNDAMENTOS DEL MÉTODO DE GAUSS-JORDAN • CALCULAR LA DETERMINANTE DE LA MATRIZ DE UN SISTEMA DE ECUACIONES

PARA SABER SI TIENE INVERSA Y SI SE PUEDE APLICAR CONSECUENTEMENTE EL MÉTODO DE GAUSS-JORDAN

• EXPLICAR LAS BASES DEL MÉTODO DE JACOBI • ESCRIBIR EL ALGORITMO EN DIAGRAMA DE BLOQUES PARA EL MÉTODO DE

JACOBI

8 CÓDIGO EN LENGUAJE C PARA EL MÉTODO DE GAUSS-JORDAN EJERCICIOS DE APLICACIÓN DEL MÉTODO DE GAUSS-JORDAN CÓDIGO EN LENGUAJE C DEL MÉTODO DE JACOBI EJERCICIOS DE APLICACIÓN DEL MÉTODO DE JACOBI

• FORMULAR EN ALGÚN LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN, LOS MÉTODOS DE GAUSS-JORDAN Y JACOBI, ADEMÁS DE APLICARLOS EN LA RESOLUCIÓN DE SISTEMAS DE ECUACIONES ALGEBRAICAS SIMULTÁNEAS LINEALES.

9 3.6 MÉTODO DE GAUSS-SEIDEL 3.7 MÉTODO DE GAUSS-SEIDEL CON RELAJACIÓN

• EXPLICAR LOS FUNDAMENTOS DEL MÉTODO ITERATIVO DE GAUSS-SEIDEL, CON Y SIN RELAJACIÓN.

• ESCRIBIR EL ALGORITMO EN DIAGRAMA DE BLOQUES PARA EL MÉTODO DE GAUSS-SEIDEL, CON Y SIN RELAJACIÓN.

10 CÓDIGO EN LENGUAJE C PARA EL MÉTODO DE GAUSS-SEIDEL, CON Y SIN RELAJACIÓN

EJERCICIOS DE APLICACIÓN DEL MÉTODO DE GAUSS-SEIDEL, CON Y SIN RELAJACIÓN

COMPARACIÓN DE EXACTITUD Y RAPIDEZ DE CONVERGENCIA DE LOS MÉTODOS DE GAUSS-SEIDEL CON Y SIN RELAJACIÓN.

• FORMULAR EN ALGÚN LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN, EL MÉTODO DE GAUSS-SEIDEL CON Y SIN RELAJACIÓN, Y APLICARLO EN LA RESOLUCIÓN DE SISTEMAS DE ECUACIONES ALGEBRAICAS SIMULTÁNEAS LINEALES.

11 UNIDAD IV. RESOLUCIÓN DE ECUACIONES ALGEBRAICAS NO LINEALES Y TRASCENDENTES.

4.1 SOLUCIÓN DE UNA SOLA ECUACIÓN ALGEBRAICA NO LINEAL O TRASCENDENTE

4.1.1 MÉTODO DE APROXIMACIONES SUCESIVAS 4.1.2 MÉTODO DE BISECCIÓN.

• EXPLICAR LOS CONCEPTOS DE ECUACIÓN NO LINEAL Y ECUACIÓN TRASCENDENTE E IDENTIFICAR ESOS TIPOS DE ECUACIONES.

• EXPLICAR EL PROCEDIMIENTO DE LOS MÉTODOS DE APROXIMACIONES SUCESIVAS Y BISECCIÓN, Y ESCRIBIR LOS CORRESPONDIENTES ALGORITMOS EN DIAGRAMAS DE BLOQUES.

12 CÓDIGO EN LENGUAJE C PARA EL MÉTODO DE APROXIMACIONES SUCESIVAS Y EL MÉTODO DE BISECCIÓN.

EJERCICIOS DE APLICACIÓN DEL MÉTODO DE APROXIMACIONES SUCESIVAS Y EL MÉTODO DE BISECCIÓN.

COMPARACIÓN DE EXACTITUD Y RAPIDEZ DE CONVERGENCIA DE LOS MÉTODOS DE APROXIMACIONES SUCESIVAS Y BISECCIÓN.

• FORMULAR EN ALGÚN LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN, LOS MÉTODOS DE APROXIMACIONES SUCESIVAS Y BISECCIÓN, Y UTILIZARLOS PARA RESOLVER ECUACIONES NO LINEALES Y TRASCENDENTES, COMPARANDO SU EXACTITUD Y RAPIDEZ DE CONVERGENCIA.

13 4.1.3 MÉTODO DE LA REGLA FALSA 4.1.4 MÉTODO DE LA SECANTE 4.1.5 MÉTODO DE NEWTON-RAPHSON

• EXPLICAR LOS FUNDAMENTOS DE LOS MÉTODOS DE REGULA FALSI, DE LA SECANTE Y DE NEWTON-RAPHSON PARA RESOLVER ECUACIONES NO LINEALES Y TRASCENDENTES.

• ESCRIBIR LOS ALGORITMOS EN DIAGRAMAS DE BLOQUES PARA LOS MÉTODOS DE REGULA FALSI, DE LA SECANTE Y DE NEWTON-RAPHSON

14 CÓDIGO EN LENGUAJE C PARA LOS MÉTODOS DE REGULA FALSI, DE LA SECANTE Y DE NEWTON-RAPHSON.

EJERCICIOS DE APLICACIÓN DE LOS MÉTODOS DE REGULA FALSI, DE LA SECANTE Y DE NEWTON-RAPHSON

COMPARACIÓN DE EXACTITUD Y RAPIDEZ DE CONVERGENCIA DE LOS MÉTODOS DE REGULA FALSI, DE LA SECANTE Y DE NEWTON-RAPHSON

• FORMULAR EN ALGÚN LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN, LOS MÉTODOS DE REGULA FALSI, DE LA SECANTE Y DE NEWTON-RAPHSON Y UTILIZARLOS PARA RESOLVER ECUACIONES NO LINEALES Y TRASCENDENTES, COMPARANDO SU EXACTITUD Y RAPIDEZ DE CONVERGENCIA.

15 4.2 SOLUCIÓN DE SISTEMAS DE ECUACIONES NO LINEALES 4.2.1 MÉTODO DE APROXIMACIONES SUCESIVAS 4.2.2 MÉTODO DE WEGSTEIN PARA SISTEMAS DE ECUACIONES

SIMULTÁNEAS NO LINEALES 4.2.3 MÉTODO DE NEWTON-RAPHSON GENERALIZADO A SISTEMAS DE

ECUACIONES SIMULTÁNEAS NO LINEALES

• EXPLICAR GRÁFICAMENTE LOS FUNDAMENTOS MATEMÁTICOS DEL MÉTODO DE APROXIMACIONES SUCESIVAS GENERALIZADO A LA RESOLUCIÓN DE SISTEMAS DE ECUACIONES SIMULTÁNEAS NO LINEALES, Y ESCRIBIR SU ALGORITMO EN DIAGRAMA DE BLOQUES.

• EXPLICAR GRÁFICAMENTE EL FUNDAMENTO DEL MÉTODO DE WEGSTEIN PARA LA SOLUCIÓN DE SISTEMAS DE ECUACIONES NO LINEALES Y ESCRIBIR SU ALGORITMO EN DIAGRAMA DE BLOQUES

• EXPLICAR GRÁFICAMENTE EL FUNDAMENTO DEL MÉTODO DE NEWTON-RAPHSON GENERALIZADO Y ESCRIBIR SU ALGORITMO EN DIAGRAMA DE BLOQUES.

16 CÓDIGO EN LENGUAJE C PARA EL MÉTODO DE APROXIMACIONES SUCESIVAS GENERALIZADO A LA RESOLUCIÓN DE SISTEMAS DE ECUACIONES NO LINEALES

EJERCICIOS DE APLICACIÓN DEL MÉTODO DE APROXIMACIONES SUCESIVAS

CÓDIGO EN LENGUAJE C PARA EL MÉTODO DE WEGSTEIN GENERALIZADO A LA RESOLUCIÓN DE SISTEMAS DE ECUACIONES NO LINEALES

EJERCICIOS DE APLICACIÓN DEL MÉTODO DE WEGSTEIN GENERALIZADO.

CÓDIGO EN LENGUAJE C PARA EL MÉTODO DE NEWTON-RAPHSON GENERALIZADO A LA RESOLUCIÓN DE SISTEMAS DE ECUACIONES NO LINEALES

EJERCICIOS DE APLICACIÓN DEL MÉTODO DE NEWTON-RAPHSON GENERALIZADO.

• FORMULAR EN ALGÚN LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN, LOS MÉTODOS DE APROXIMACIONES SUCESIVAS, WEGSTEIN Y NEWTON RAPHSON GENERALIZADOS Y UTILIZARLOS PARA RESOLVER SISTEMAS DE ECUACIONES NO LINEALES Y TRASCENDENTES, COMPARANDO SU EXACTITUD Y RAPIDEZ DE CONVERGENCIA.

17 4.2.4 MÉTODO DE LA SECANTE GENERALIZADO 4.2.5 MÉTODO DE BROYDEN.

• EXPLICAR LOS FUNDAMENTOS DEL MÉTODO GENERALIZADO DE LA SECANTE Y EL MÉTODO DE BROYDEN PARA RESOLVER SISTEMAS DE ECUACIONES NO LINEALES Y TRASCENDENTES.

• ESCRIBIR LOS ALGORITMOS EN DIAGRAMAS DE BLOQUES PARA LOS MÉTODOS DE LA SECANTE GENERALIZADO Y EL MÉTODO DE BROYDEN

18 CÓDIGO EN LENGUAJE C PARA EL MÉTODO DE LA SECANTE GENERALIZADO A LA RESOLUCIÓN DE SISTEMAS DE ECUACIONES NO LINEALES

EJERCICIOS DE APLICACIÓN DEL MÉTODO GENERALIZADO DE LA SECANTE

CÓDIGO EN LENGUAJE C PARA EL MÉTODO DE BROYDEN PARA LA RESOLUCIÓN DE SISTEMAS DE ECUACIONES NO LINEALES

EJERCICIOS DE APLICACIÓN DEL MÉTODO DE BROYDEN.

• FORMULAR EN ALGÚN LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN, LOS MÉTODOS DE LA SECANTE GENERALIZADO Y EL MÉTODO DE BROYDEN, Y UTILIZARLOS PARA RESOLVER SISTEMAS DE ECUACIONES NO LINEALES Y TRASCENDENTES, COMPARANDO SU EXACTITUD Y RAPIDEZ DE CONVERGENCIA.

19 UNIDAD V. APROXIMACIÓN POLINOMIAL 5.1 INTERPOLACIÓN. 5.2 POLINOMIOS DE NEWTON 5.3 POLINOMIOS DE LAGRANGE.

• APROXIMAR FUNCIONES CON PLONOMIOS A PARTIR DE LOS CUALES PUEDA INTERPOLAR, DERIVAR E INTEGRAR EN LOS INTERVALOS DE INTERÉS.

• EXPLICAR LOS FUNDAMENTOS MATEMÁTICOS QUE PERMITEN EVALUAR LOS COEFICIENTES DE LOS POLINOMIOS DE INTERPOLACIÓN DE NEWTON

• EXPLICAR LOS FUNDAMENTOS QUE PERMITEN EVALUAR LOS COEFICIENTES DE LOS POLINOMIOS DE INTERPOLACIÓN DE LAGRANGE

20 CÓDIGO EN LENGUAJE C PARA EL CÁLCULO DE LOS COEFICIENTES DE LOS POLINOMIOS DE INTERPOLACIÓN DE NEWTON. EJERCICIOS DE CÁLCULO DE LOS COEFICIENTES DE LOS

POLINOMIOS DE INTERPOLACIÓN DE NEWTON. CÓDIGO EN LENGUAJE C PARA EL CÁLCULO DE LOS

COEFICIENTES DE LOS POLINOMIOS DE INTERPOLACIÓN DE LAGRANGE EJERCICIOS DE CÁLCULO DE LOS COEFICIENTES DE LOS

POLINOMIOS DE INTERPOLACIÓN DE LAGRANGE.

• FORMULAR EN ALGÚN LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN, EL ALGORITMO DE CÓMPUTO PARA EL CÁLCULO DE LOS COEFICIENTES DE LOS POLINOMIOS DE INTERPOLACIÓN DE NEWTON Y LAGRANGE.

21 5.4 INTEGRACIÓN NUMÉRICA 5.5 DERIVACIÓN NUMÉRICA 5.6 INTEGRACIÓN BIDIMENSIONAL

• EXPLICAR LOS FUNDAMENTOS MATEMÁTICOS DE LOS MÉTODOS DE INTEGRACIÓN NUMÉRICA TRAPEZOIDAL Y DE SIMPSON, ASÍ COMO DE LOS MÉTODOS DE DERIVACIÓN NUMÉRICA Y ESCRIBIR LOS DIAGRAMAS DE BLOQUES CORRESPONDIENTES.

• EXPLICAR LOS FUNDAMENTOS DE LOS MÉTODOS DE INTEGRACIÓN NUMÉRICA MULTIDIMENSIONAL Y ESCRIBIR LOS DIAGRAMAS DE BLOQUES DE LOS ALGORITMOS CORRESPONDIENTES.

22 CÓDIGOS EN LENGUAJE C PARA: INTEGRACIÓN NUMÉRICA UNIDIMENSIONAL POR EL MÉTODO

TRAPEZOIDAL INTEGRACIÓN NUMÉRICA UNIDIMENSIONAL POR EL MÉTODO DE

SIMPSON DIFERENCIACIÓN NUMÉRICA INTEGRACIÓN NUMÉRICA BIDIMENSIONAL POR EL MÉTODO

TRAPEZOIDAL.

• ESCRIBIR LOS ALGORITMOS DE CÓMPUTO EN ALGÚN LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN PARA RESOLVER PROBLEMAS DE:

• INTEGRACIÓN NUMÉRICA UNIDIMENSIONAL • INTEGRACIÓN NUMÉRICA BIDIMENSIONAL • DERIVACIÓN NUMÉRICA.

23 UNIDAD VI. AJUSTE FUNCIONAL 6.1 MÉTODO DE LOS MÍNIMOS CUADRADOS 6.2 AJUSTE POLINOMIAL

6.2.1 REGRESIÓN LINEAL 6.2.2 REGRESIÓN CUADRÁTICA 6.2.3 REGRESIÓN CÚBICA 6.2.4 REGRESIÓN POLINOMIAL

• ESCRIBIR UN PROGRAMA DE CÓMPUTO PARA REALIZAR AJUSTES LINEALES, CUADRÁTICOS, CÚBICOS Y EN GENERAL A POLINOMIOS DE GRADO N Y RESOLVER PROBLEMAS RELACIONADOS.

• ESCRIBIR UN PROGRAMA DE CÓMPUTO PARA REALIZAR AJUSTES A FUNCIONES CON COEFICIENTES LINEALES NO POLINOMIALES Y RESOLVER PROBLEMAS RELACIONADOS.

• ESCRIBIR UN PROGRAMA DE CÓMPUTO PARA REALIZAR REGRESIONES CUADRÁTICAS, CÚBICAS Y EN GENERAL A POLINOMIOS DE GRADO N DE DATOS DISCRETOS.

24 CÓDIGOS EN LENGUAJE C PARA: • AJUSTE POLINOMIAL

• REGRESIONES POLINOMIALES • AJUSTES A FUNCIONES NO POLINOMIALES CON COEFICIENTES

LINEALES.

• ESCRIBIR PROGRAMAS DE CÓMPUTO PARA REALIZAR: • AJUSTE POLINOMIAL • REGRESIONES POLINOMIALES

• AJUSTES A FUNCIONES NO POLINOMIALES CON COEFICIENTES LINEALES.

25 UNIDAD VII. SOLUCIÓN NUMÉRICA DE ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS.

7.1 SOLUCIÓN NUMÉRICA DE UNA ECUACIÓN DIFERENCIAL ORDINARIA DE PRIMER ORDEN DE LA FORMA y’ = F ( x , y )

7.1.1 MÉTODOS DE RUNGE-KUTTA 7.1.1.1 MÉTODO DE EULER 7.1.1.2 MÉTODOS DE ORDEN SUPERIOR. MÉTODO DE GILL

7.1.2 MÉTODOS DE PREDICTOR-CORECTOR

• EXPLICAR LOS FUNDAMENTOS DE LOS MÉTODOS TIPO RUNGE KUTTA QUE SE UTILIZAN PARA RESOLVER ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS DE PRIMER ORDEN Y REPRESENTAR EL DIAGRAMA DE BLOQUES DE CADA UNO DE ELLOS.

26 • CÓDIGOS EN LENGUAJE C PARA LA RESOLUCIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS LINEALES.

• EJERCICIOS DE RESOLUCIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS LINEALES DE PRIMER ORDEN.

• ESCRIBIR UNA SERIE DE ALGORITMOS DE CÓMPUTO PARA RESOLVER ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS LINEALES EMPLEANDO LOS MÉTODOS DE EULER, RUNGE-KUTTA, GILL Y MÉTODOS DE PREDICTOR-CORRECTOR, Y UTILIZAR LOS PROGRAMAS MENCIONADOS PARA RESOLVER PROBLEMAS DE INTERÉS.

27 7.2 SOLUCIÓN NUMÉRICA DE ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS DE ORDEN SUPERIOR Y DE SISTEMAS DE ECUACIONES ORDINARIAS DE LA FORMA [x’] = [F] ([x]), DONDE [x’] ES UN VECTOR DE DERIVADAS CON RESPECTO A t, [F] ES UN VECTOR DE FUNCIONES Y [x] ES UN VECTOR DE VARIABLES INDEPENDIENTES.

7.2.1 DESCOMPOSICIÓN DE UNA ECUACIÓN DE ORDEN N EN UN SISTEMA DE N ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS DE PRIMER ORDEN

7.2.2 SOLUCIÓN DE SISTEMAS DE ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS APLICANDO LOS MÉTODOS TIPO RUNGE –KUTTA

7.2.3 PROBLEMAS CON CONDICIONES INICIALES 7.2.4 PROBLEMAS CON CONDICIONES INICIALES Y VALORE S A LA

FRONTERA.

• EXPLICAR LOS FUNDAMENTOS MATEMÁTICOS DE LOS MÉTODOS DE RESOLUCIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS DE ORDEN SUPERIOR Y DE SISTEMAS DE ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS DE PRIMER ORDEN ACOPLADAS.

• ESCRIBIR LOS DIAGRAMAS DE BLOQUES PARA LOS ALGORITMOS DE RESOLUCIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS DE ORDEN SUPERIOR Y SISTEMAS DE ECUACIONES DIFERENCIALES DE PRIMER ORDEN ACOPLADAS.

28 • CÓDIGO EN LENGUAJE C PARA LA RESOLUCIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS DE ORDEN SUPERIOR

• CÓDIGO EN LENGUAJE C PARA RESOLUCIÓN DE SISTEMAS DE ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS DE PRIMER ORDEN ACOPLADAS.

• ESCRIBIR LOS PROGRAMAS EN LENGUAJE DE ALTO NIVEL PARA RESOLVER ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS DE ORDEN SUPERIOR SISTEMAS DE ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS DE PRIMER ORDEN ACOPLADAS, Y UTILIZARLOS PARA RESOLVER PROBLEMAS DE INTERÉS, POR EJEMPLO EN LA CINÉTICA DE REACCIONES QUÍMICAS COMPLEJAS COMO EL CASO DEL BRUCELADOR Y EL OREGONADOR CINÉTICO.

29 7.3 SOLUCIÓN NUMÉRICA DE ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS POR EL MÉTODO DE DIFERENCIAS FINITAS.

• EXPLICAR EL FUNDAMENTO DE LOS MÉTODOS DE DIFERENCIAS FINITAS Y ESCRIBIR EL ALGORITMO EN DIAGRAMA DE BLOQUES PARA LA RESOLUCIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS.

30 • CÓDIGO EN LENGUAJE C PARA LA RESOLUCIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS POR EL MÉTODO DE DIFERENCIAS FINITAS.

• ESCRIBIR UN PROGRAMA BASADO EN EL MÉTODO DE DIFERENCIAS FINITAS PARA RESOLVER ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS Y APLICARLOS A CASOS DE INTERÉS.

31 UNIDAD VIII. SOLUCIÓN NUMÉRICA DE ECUACIONES DIFERENCIALES PARCIALES. 8.1 CLASIFICACIÓN DE LAS ECUACIONES DIFERENCIALES PARCIALES MÁS

FRECUENTES EN APLICACIONES DE LA INGENIERÍA QUÍMICA: • ECUACIONES PARABÓLICAS • ECUACIONES HIPERBÓLICAS • ECUACIONES ELÍPTICAS

8.2 MÉTODO DE DIFERENCIAS FINITAS EXPLÍCITO 8.3 MÉTODO DE DIFERENCIAS FINITAS IMPLÍCITO 8.4 EVALUACIÓN DEL ERROR EN LOS MÉTODOS DE DIFERENCIAS FINITAS

• CLASIFICAR LAS ECUACIONES DIFERENCIALES PARCIALES DE SEGUNDO ORDEN Y EXPLICAR COMO SE APLICAN LOS MÉTODOS DE DIFERENCIAS FINITAS A CADA TIPO DE ECUACIÓN.

• EXPLICAR EN QUÉ CONSISTE EL MÉTODO DE DIFERENCIAS FINITAS EXPLÍCITO, SU VERSATILIDAD, LIMITACIONES Y CONDICIONES EN LAS QUE ES APLICABLE.

• EXPLICAR EN QUÉ CONSISTE EL MÉTODO DE DIFERENCIAS FINITAS IMPLÍCITO, SU VERSATILIDAD Y LIMITACIONES.

• CONSTRUIR LOS DIAGRAMAS DE BLOQUES PARA LOS ALGORITMOS DE DIFERENCIAS FINITAS EXPLÍCITOS E IMPLÍCITOS

• CALCULAR EL ERROR EN LOS MÉTODOS DE DIFERENCIAS FINITAS.

32 • CÓDIGO EN LENGUAJE C PARA LA RESOLUCIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES PARCIALES PARABÓLICAS POR EL MÉTODO DE DIFERENCIAS FINITAS.

• ESCRIBIR UN PAR DE PROGRAMAS EN LENGUAJE DE ALTO NIVEL PARA RESOLVER ECUACIONES DIFERENCIALES PARCIALES POR EL MÉTODO DE DIFERENCIAS FINITAS EXPLÍCITO E IMPLÍCITO.

EJEMPLOS PROPUESTOS PARA SER ANALIZADOS EN EL TALLER: UNIDAD I. EJEMPLOS DE ERRORES INHERENTES EN LA MEDICIÓN DE FLUJO, TEMPERATURA Y PRESIÓN, Y SU PROPAGACIÓN, ADEMÁS DE LAS POSIBLES CONSECUENCIAS

EN LOS RESULTADOS FINALES. UNIDAD II. EJEMPLOS DE ECUACIONES DE BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA, DE FENÓMENOS DE TRANSPORTE Y DE CINÉTICA QUÍMICA, EN ALGUNOS EQUIPOS

INDUTRIALES DE LA INGENIERÍA QUÍMICA. UNIDAD III. BALANCES DE MATERIA EN SISTEMAS EN ESTADO ESTACIONARIO DE DOS O MÁS COMPONENTES. UNIDAD IV. CÁLCULO DE TEMPERATURAS DE ROCÍO Y BURBUJA. CÁLCULOS EN FLASHES ISOTÉRMICOS Y ADIABÁTICOS. COMPOSICIONES DE SALIDA DE REACTORES

CONTINUOS DE MEZCLA COMPLETA.

UNIDAD V. INTERPOLACIÓN DE DATOS EN TABLAS TERMODINÁMICAS. CÁLCULO DE DERIVADAS DE FUNCIONES A PARTIR DE DATOS TERMODINÁMICOS EN FORMA TABULAR. CÁLCULO DE LA FRACCIÓN DE CONVERSIÓN A LA SALIDA DE UN REACTOR DE FLUJO EN PISTÓN PARA UNA REACCIÓN REVERSIBLE.

UNIDAD VI. AJUSTE PARAMÉTRICO DE DATOS DE TABLAS TEMODINÁMICAS A FUNCIONES POLINOMIALES, SINOIDALES, ETC.. UNIDAD VII. CÁLCULO DE LAS COMPOSICIONES A LA SALIDA DE UN REACTOR DE FLUJO EN PISTÓN OPERANDO EN ESTADO ESTACIONARIO Y EN EL QUE SE LLEVAN A

CABO REACCIONES COMPLEJAS. UNIDAD VIII. BALANCES MICROSCÓPICOS EN SISTEMAS EN LOS QUE SE LLEVA A CABO ALGÚN FENÓMENO DE TRANSPORTE REGIDO POR UNA ECUACIÓN DIFERENCIAL

PARCIAL DE SEGUNDO ORDEN. BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA MICROSCÓPICOS EN SISTEMAS EN LOS QUE LAS VARIABLES INDEPENDIENTES SON LAS COORDENADAS ESPACIALES Y EL TIEMPO. Y QUE POR LO TANTO DAN LUGAR A ECUACIONES DIFERENCIALES PARCIALES. PROPAGACIÓN DE ONDAS EN UNA CUERDA O MEMBRANA.


• EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN. • UTILIZACIÓN DE COMPUTADORAS DIGITALES PARA LA PROGRAMACIÓN Y EJECUCIÓN DE EJEMPLOS VISTOS EN CLASE Y LA RESOLUCIÓN DE LOS PROBLEMAS

PROPUESTOS. • SESIONES DE TALLER DE PROGRAMACIÓN DE MÉTODOS NUMÉRICOS ASESORADAS POR EL PROFESOR • RESOLUCIÓN DE CUESTIONARIOS Y SERIES DE EJERCICIOS. • UTILIZACIÓN DE SOFTWARE ELABORADO EN EL SALÓN DE CLASES Y DE SOFTWARE COMERCIAL • MATERIAL DIDÁCTICO VISUAL.

EVALUACIÓN:

• SE RECOMIENDAN POR LO MENOS TRES EXÁMENES PARCIALES Y DAR VALOR A LAS SERIES DE EJERCICIOS Y CUESTIONARIOS. • PARTICIPACIÓN EN LA RESOLUCIÓN DE LOS PROBLEMAS PROPUESTOS • TAREAS • EXÁMENES FINALES.

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: OFICIALMENTE NINGUNO, PERO ES NECESARIO QUE EL ALUMNO TENGA CONOCIMIENTOS SÓLIDOS DE ÁLGEBRA, CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL Y PROGRAMACIÓN. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: PREFERENTEMENTE INGENIEROS QUÍMICOS YA QUE ES DESEABLE QUE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA TENGA CONOCIMIENTOS DE LA MODELACIÓN MATEMÁTICA DE LOS SISTEMAS MÁS COMÚNMENTE EMPLEADOS EN LA INGENIERÍA QUÍMICA ( ES DECIR, LOS EQUIPOS QUE CONSTITUYEN UNA PLANTA QUÍMICA Y EL PROCESO GLOBAL), ASÍ COMO DE LA SOLUCIÓN NUMÉRICA DE LAS ECUACIONES QUE CONFORMAN DICHOS MODELOS MATEMÁTICOS. LICENCIADOS EN MAC E INGENIEROS EN COMPUTACIÓN O ELECTRÓNICA.

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: BURDEN, RICHARD L. & FAIRES, J. DOUGLAS. ANÁLISIS NUMÉRICO. 7ª EDICIÓN.THOMSON. MÉXICO, 2002 CARNAHAM, B.; LUTHER, H.A & WILKES, J.O. APPLIED NUMERICAL METHODS. JOHN WILEY AND SONS. NEW YORK, USA, 1969 CHAPRA, S.C. & CANALE, R. P. MÉTODOS NUMÉRICOS PARA INGENIEROS. MC GRAW HILL. MÉXICO, 1993

GERALD, CURTIS F. & WHEATLEY, PATRICK O. ANÁLISIS NUMÉRICO CON APLICACIONES. 6ª EDICIÓN. PRENTICE HALL. MÉXICO, 2000 MATHEWS, JOHN H. & FINK, KURTIS D. MÉTODOS NUMÉRICOS UTILIZANDO MATHLAB. 3ª EDICIÓN. PRENTICE HALL. MÉXICO, 1999 NAKAMURA, SHOICHIRO. MÉTODOS NUMÉRICOS APLICADOS CON SOFTWARE. PRENTICE HALL HISPANOAMERICANA. MÉXICO, 1992

NAKAMURA, SCHOICHIRO. ANÁLISIS NUMÉRICO Y VISUALIZACIÓN GRÁFICA CON MATHLAB. PRENTICE HALL. MÉXICO, 1997

SMITH, W. ALLEN. ANÁLISIS NUMÉRICO. PRENTICE HALL HISPANOAMERICANA. MÉXICO, 1988


KINCAID, D & CHENEY, WARD. ANÁLISIS NUMÉRICO. ADDISON WESLEY IBEROAMERICANA. MÉXICO, 1994 LUTHE, OLVERA & SCHULTZ. MÉTODOS NUMÉRICOS.LIMUSA. MÉXICO, 1981 MC CRACKEN & DORN. MÉTODOS NUMÉRICOS Y PROGRAMACIÓN EN FORTRAN IV. LIMUSA. MÉXICO, 1990.

CUARTO SEMESTRE


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE LA MATERIA: FÍSICA DE ONDAS , QUE CURSARÁN LOS ALUMNOS DE CUARTO SEMESTRE . DE INGENIERÍA QUÍMICA , HORAS/SEMANA : 5 (3 TEÓRICAS/2 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 8 . ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE FÍSICA, SECCIÓN : ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO. CAMPO: BÁSICO CARÁCTER: OBLIGATORIA MODALIDAD : CURSO TEÓRICO-PRÁCTICO. ASIGNATURA PRECEDENTE : NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA.

INTRODUCCIÓN:

UNA GRAN CANTIDAD DE FENÓMENOS QUE OCURREN EN EL UNIVERSO SON DE NATURALEZA ONDULATORIA. LA PROPAGACIÓN DEL SONIDO

ES UN EJEMPLO DE UNA ONDA MECÁNICA, PERO TAMBIÉN, DICHA CLASE DE ONDAS SE ENCUENTRAN EN OTROS TIPOS DE FENÓMENOS NATURALES COMO LOS TERREMOTOS O LAS OLAS EN EL MAR. POR OTRA PARTE, LA PROPAGACIÓN DE LA LUZ VISIBLE O CUALQUIER OTRA RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA, ES EL RESULTADO DE LA OSCILACIONES ACOPLADAS DE CAMPOS ELÉCTRICO Y MAGNÉTICO QUE VIAJAN EN EL ESPACIO. LA MATERIA MISMA, A ESCALA MICROSCÓPICA, EXHIBE UN COMPORTAMIENTO DUAL ONDA-PARTÍCULA.

UNA ONDA ES UNA PERTURBACIÓN OSCILATORIA DE UN MEDIO MATERIAL O DE UN CAMPO ELECTROMAGNÉTICO QUE SE TRANSPORTA EN EL

ESPACIO. LA FÍSICA DE ONDAS DESCRIBE LA DINÁMICA DE LOS MOVIMIENTOS ONDULATORIOS. EN ESE SENTIDO, LA APLICACIÓN DE LA SEGUNDA LEY DE NEWTON A UNA ONDA MECÁNICA CONDUCE A UNA ECUACIÓN DIFERENCIAL PARCIAL DE SEGUNDO ORDEN EN ESPACIO Y TIEMPO, QUE PUEDE SER RESUELTA ANALÍTICA O NUMÉRICAMENTE, SEGÚN LAS CONDICIONES GEOMÉTRICAS IMPLICADAS. DICHA SOLUCIÓN DESCRIBIRÁ POR COMPLETO LA DINÁMICA DE LA ONDA MECÁNICA Y FENÓMENOS RELACIONADOS.

EL ESTUDIO DE LOS FENÓMENOS ASOCIADOS AL MOVIMIENTO ONDULATORIO, TALES COMO LA RESONANCIA Y LA INTERFERENCIA, SON

IMPORTANTES PARA EXPLICAR VARIOS EVENTOS FÍSICOS Y CONFORMAN LA BASE PARA EL ESTUDIO DE LA ACÚSTICA Y LA ÓPTICA GEOMÉTRICA, DONDE EL ANÁLISIS DEL EFECTO DOPPLER Y DE LOS FENÓMENOS DE REFLEXIÓN, REFRACCIÓN, DIFRACCIÓN Y POLARIZACIÓN DE LA LUZ, BRINDAN LAS BASES TEÓRICAS CON LAS QUE EL INGENIERO QUÍMICO PODRÁ COMPRENDER EL FUNDAMENTO DE VARIAS DE LAS TÉCNICAS INSTRUMENTALES DEL ANÁLISIS QUÍMICO ESPECTROSCÓPICO, ASÍ COMO EL COMPORTAMIENTO DE LAS SEÑALES EN UN SISTEMA DE CONTROL DE VARIABLES DE PROCESO.

ESTE CURSO DE FÍSICA DE ONDAS BRINDA AL ESTUDIANTE LOS CONCEPTOS TEÓRICOS Y PRÁCTICOS QUE LE PERMITAN EXPLICAR LA

DINÁMICA DEL MOVIMIENTO ONDULATORIO EN APLICACIONES PRÁCTICAS DE LA INGENIERÍA QUÍMICA.


AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE UTILIZAR LOS CONCEPTOS DE LA MECÁNICA CLÁSICA PARA DESARROLLAR LOS MODELOS MATEMÁTICOS QUE CARACTERIZAN EL MOVIMIENTO DE ONDAS MECÁNICAS Y ELECTROMAGNÉTICAS, QUE CORRESPONDEN A ECUACIONES DIFERENCIALES PARCIALES EN ESPACIO Y TIEMPO, LAS CUALES RESOLVERÁ MEDIANTE SERIES DE FOURIER Y FUNCIONES DE BESSEL. ADEMÁS, AL TÉRMINO DE ESTA ASIGNATURA, EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE EXPLICAR LOS FENÓMENOS DE REFLEXIÓN, REFRACCIÓN, POLARIZACIÓN Y EFECTO DOPPLER EN ÓPTICA Y ACÚSTICA, Y LAS BASES DEL FUNCIONAMIENTO DE LOS MÉTODOS ESPECTROSCÓPICOS QUE SE UTILIZAN EN ANÁLISIS QUÍMICO INSTRUMENTAL.


• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS ESENCIALES DEL MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE, TALES COMO LONGITUD DE ONDA, AMPLITUD, FRECUENCIA Y PERIODO, CONCEPTOS QUE SERÁN ÚTILES PARA EL ESTUDIO DEL MOVIMIENTO ONDULATORIO.

• ESCRIBIR LA ECUACIÓN DIFERENCIAL DE UN OSCILADOR ARMÓNICO SIMPLE E INTEGRARLA PARA IDENTIFICAR LOS CASOS CORRESPONDIENTES A LOS MOVIMIENTOS: SOBREAMORTIGUADO, CRÍTICAMENTE AMORTIGUADO Y SUBAMORTIGUADO.

• APLICAR LA SEGUNDA LEY DE NEWTON AL MOVIMIENTO ONDULATORIO PARA OBTENER LA ECUACIÓN DE ONDA, EXPLICANDO EL SIGNIFICADO FÍSICO DE CADA TÉRMINO

• RESOLVER LA ECUACIÓN DE ONDA EN COORDENADAS CARTESIANAS PARA UNA CUERDA Y UNA MEMBRANA VIBRANDO, BAJO DIFERENTES CONDICIONES DE FRONTERA, UTILIZANDO SERIES DE FOURIER. IDENTIFICAR TONOS, FRECUENCIAS Y ARMÓNICOS FUNDAMENTALES.

• RESOLVER LA ECUACIÓN DE ONDA PARA UNA MEMBRANA CIRCULAR VIBRANDO, UTILIZANDO EL MÉTODO DE SEPARACIÓN DE VARIABLES Y LAS FUNCIONES DE BESSEL. IDENTIFICAR TONOS, FRECUENCIAS Y ARMÓNICOS FUNDAMENTALES.

• GRAFICAR LAS SOLUCIONES DE LA ECUACIÓN DE ONDA DE SCHRÖEDINGER PARA OBTENER LOS ORBITALES ATÓMICOS DEL ÁTOMO DE HIDRÓGENO.

• EXPLICAR LOS CONCEPTOS DE ONDAS VIAJERAS Y ONDAS ESTACIONARIAS, ESCRIBIENDO LOS MODELOS MATEMÁTICOS CORRESPONDIENTES Y CARACTERIZANDO CON ELLOS LOS FENÓMENOS DE INTERFERENCIA Y RESONANCIA QUE SE PRESENTAN.

• EXPLICAR LOS MECANISMOS DE PROPAGACIÓN DE ONDAS MECÁNICAS Y ELECTROMAGNÉTICAS, CALCULANDO LA VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN DE DICHAS ONDAS EN DIFERENTES MEDIOS.

• ANALIZAR MATEMÁTICAMENTE LOS FENÓMENOS DE EFECTO DOPPLER, RESONANCIA E INTERFERENCIA QUE SE PRESENTAN EN ONDAS DE SONIDO.

• EXPLICAR EL FENÓMENO DE REFLEXIÓN DE LA LUZ DESDE EL PUNTO DE VISTA DE LA ÓPTICA GEOMÉTRICA, ESCRIBIENDO EL MODELO MATEMÁTICO QUE LO DESCRIBE Y RESOLVIENDO PROBLEMAS RELACIONADOS.

• EXPLICAR LOS FENÓMENOS DE REFRACCIÓN Y DIFRACCIÓN DE LA LUZ DESDE EL PUNTO DE VISTA DE LA ÓPTICA GEOMÉTRICA, EXPLICANDO EL SIGNIFICADO DE LA LEY DE SNELL Y UTILIZANDO ESTA ÚLTIMA PARA DESCRIBIR EL FUNCIONAMIENTO DE LENTES, ESPEJOS E INSTRUMENTOS ÓPTICOS.

• EXPLICAR EL FENÓMENO DE POLARIZACIÓN DE LA LUZ, ESCRIBIENDO LOS MODELOS MATEMÁTICOS CORRESPONDIENTES Y APLICÁNDOLOS EN LA EVALUACIÓN DE LA INTENSIDAD DE LA LUZ POLARIZADA TRANSMITIDA.

• EXPLICAR LAS BASES DE LOS MÉTODOS ANALÍTICOS DE ESPECTROFOTOMETRÍA, ESPECTROSCOPIA INFRARROJA, ESPECTROSCOPIA ULTRAVIOLETA, RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR, ETC., EN BASE A LOS CONOCIMIENTOS QUE ADQUIERA EN LAS ÁREAS DE ÓPTICA FÍSICA Y ÓPTICA GEOMÉTRICA

P R O G R A M A :

No. de sesión



1 I. OSCILACIONES. 6) INTRODUCCIÓN. 7) OSCILADORES ARMÓNICOS SIMPLES. EL RESORTE IDEAL SIN FRICCIÓN

COMO EJEMPLO. 8) SEGUNDA LEY DE NEWTON PARA LA OSCILACIÓN ARMÓNICA SIMPLE

DEL RESORTE SIN FRICCIÓN. FORMULACIÓN DEL MODELO MATEMÁTICO INTEGRACIÓN DE LA ECUACIÓN DIFERENCIAL DE 2º ORDEN AMPLITUD DE LA OSCILACIÓN DEL RESORTE FRECUENCIA LINEAL Y ANGULAR PERIODO VELOCIDAD Y ACELERACIÓN EN LA OSCILACIÓN ARMÓNICA DEL

RESORTE IDEAL SIN FRICCIÓN. ENERGÍA EN EL MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE DEL RESORTE

HOOKIANO SIN FRICCIÓN.

• DAR EJEMPLOS DE SISTEMAS FÍSICOS QUE SE COMPORTAN COMO OSCILADORES ARMÓNICOS.

• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTALES DEL MOVIMIENTO DE UN OSCILADOR ARMÓNICO .

• FORMULAR LA SEGUNDA LEY DE NEWTON APLICADA A UN OSCILADOR ARMÓNICO SIMPLE EN COORDENADAS CARTESIANAS 1-D.

• INTEGRAR LA ECUACIÓN DIFERENCIAL DEL MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE DE UN OSCILADOR ARMÓNICO PARA OBTENER LA EVOLUCIÓN DE LA POSICIÓN DEL OSCILADOR AL TRANSCURRIR EL TIEMPO.

• OBTENER LA VELOCIDAD Y ACELERACIÓN DEL OSCILADOR ARMÓNICO SIMPLE DERIVANDO LA ECUACIÓN DE POSICIÓN.

• CALCULAR LA DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA CINÉTICA Y POTENCIAL EN UN OSCILADOR ARMÓNICO SIMPLE AL TRANSCURRIR EL TIEMPO.

2 9) OSCILACIONES ARMÓNICAS AMORTIGUADAS DE UN RESORTE IDEAL. SEGUNDA LEY DE NEWTON PARA LA OSCILACIÓN DE UN RESORTE

IDEAL AMORTIGUADO POR LAS FUERZAS DE FRICCIÓN. RESOLUCIÓN DE LA ECUACIÓN DIFERENCIAL DE 2º ORDEN LINEAL. RESORTE SOBREAMORTIGUADO RESORTE CRÍTICAMENTE AMORTIGUADO RESORTE SUBAMORTIGUADO ENERGÍA EN LA OSCILACIÓN SUBAMORTIGUADA DEL RESORTE IDEAL

CON FRICCIÓN. EJERCICIOS

• FORMULAR LA SEGUNDA LEY DE NEWTON PARA UN OSCILADOR ARMÓNICO AMORTIGUADO E INTEGRAR LA ECUACIÓN DIFERENCIAL DE 2º ORDEN LINEAL RESULTANTE PARA OBTENER LA POSICIÓN DEL OSCILADOR COMO FUNCIÓN DEL TIEMPO.

• DEDUCIR EL TIPO DE OSCILACIÓN QUE SE OBTIENE EN FUNCIÓN DE LA FUERZA DOMINANTE, YA SEA LA QUE PROMUEVE EL MOVIMIENTO OSCILATORIO O LA FRICCIÓN QUE SE OPONE A ÉL.

• EVALUAR LA EVOLUCIÓN DE LAS ENERGÍAS CINÉTICA Y POTENCIAL EN EL MOVIMIENTO DE UN OSCILADOR ARMÓNICO SUBAMORTIGUADO.

3 EJERCICIOS • 4 10) MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE DE UN PÉNDULO LINEAL SIN

FRICCIÓN SEGUNDA LEY DE NEWTON PARA UN PÉNDULO LINEAL SIN FRICCIÓN LINEALIZACIÓN DE LA ECUACIÓN DIFERENCIAL RESULTANTE. INTEGRACIÓN DE LA ECUACIÓN DIFERENCIAL DE SEGUNDO ORDEN AMPLITUD, FRECUENCIA Y PERIODO DEL PÉNDULO LINEAL SIN

FRICCIÓN. MEDICIÓN DE g MEDIANTE LA FRECUENCIA DE OSCILACIÓN DE UN

PÉNDULO. ENERGÍA EN LA OSCILACIÓN ARMÓNICA DEL PÉNDULO LINEAL SIN

FRICCIÓN EJERCICIOS

• FORMULAR LA SEGUNDA LEY DE NEWTON PARA EL MOVIMIENTO DE UN OSCILADOR ARMÓNICO SIN FRICCIÓN EN COORDENADAS POLARES.

• ESPECIFICAR LAS CONDICIONES BAJO LAS QUE SE PUEDE LINEALIZAR LA ECUACIÓN DE UN OSCILADOR ARMÓNICO EN COORDENADAS POLARES E INTEGRARLA PARA OBTENER LA POSICIÓN ANGULAR DEL OSCILADOR EN EL CURSO DEL TIEMPO.

• UTILIZAR LA FRECUENCIA DE OSCILACIÓN DE UN PÉNDULO PARA DETERMINAR LA ACELERACIÓN LOCAL DE LA GRAVEDAD.

• CALCULAR LA ENERGÍA CINÉTICA Y POTENCIAL DURANTE EL MOVIMIENTO DE UN PÉNDULO LINEAL SIN FRICCIÓN.

5 11) OSCILACIONES FORZADAS Y RESONANCIA SEGUNDA LEY DE NEWTON PARA LAS OSCILACIONES FORZADAS. INTEGRACIÓN DE LA ECUACIÓN DIFERENCIAL PARA EL CASO DE

FUERZAS PERIÓDICAS APLICADAS AL OSCILADOR RESONANCIA UTILIZACIÓN DE SOFTWARE PARA SIMULAR OSCILACIONES MÚLTIPLES

EN RESONANCIA 12) EL PÉNDULO NO LINEAL. INTEGRACIÓN DE LA ECUACIÓN DIFERENCIAL DIAGRAMAS EN ESTADO FASE ¡ CAOS!

FORMULAR LA SEGUNDA LEY DE NEWTON PARA OSCILACIONES FORZADAS INTRODUCIENDO LOS TÉRMINOS CORRESPONDIENTE A LAS FUERZAS EXTERMNAS APLICADAS SOBRE EL OSCILADOR.

RESOLVER LA ECUACIÓN DIFERENCIAL DE 2º ORDEN PARA EL CASO EN QUE SE APLIQUEN FUERZAS PERIÓDICAS AL OSCILADOR.

EXPLICAR EL FENÓMENO DE RESONACIA CUANDO LA FRECUENCIA DEL OSCILADOR COINCIDE CON LA FRECUENCIA DE LA FUERZA PERIÓDICA APLICADA.

DAR EJEMPLOS DE SISTEMAS FÍSICOS DONDE OCURRE LA RESONANCIA Y EXPLICAR SUS EFECTOS.

RESOLVER LA ECUACIÓN DIFERENCIAL NO LINEAL DE 2º ORDEN DE UN PÉNDULO Y EXPLICAR SUS CARACTERÍSTICAS DINÁMICAS.

6 EJERCICIOS •

7 II.- MOVIMIENTO ONDULATORIO. 1) DEFINICIÓN DE ONDA Y MOVIMIENTO ONDULATORIO. 2) TIPOS DE ONDAS: MECÁNICAS ELECTROMAGNÉTICAS DE MATERIA

3) ONDAS TRANSVERSALES Y LONGITUDINALES LONGITUD DE ONDA Y FRECUENCIA, NÚMERO DE ONDA Y PERIODO AMPLITUD Y ÁNGULO DE FASE

4) ONDAS ESTACIONARIAS Y ONDAS VIAJERAS MODELOS MATEMÁTICOS VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN DE LAS ONDAS VIAJERAS EN FUNCIÓN

DE LAS PROPIEDADES DEL MEDIO.

• DESCRIBIR EL MOVIMIENTO ONDULATORIO COMO LA PROPAGACIÓN DE UNA PERTURBACIÓN OSCILATORIA EN EL ESPACIO.

• DAR EJEMPLOS Y ESPECIFICAR LAS CARACTERÍSTICAS DISTINTIVAS DE LAS ONDAS MECÁNICAS, ELECTROMAGNÉTICAS Y DE MATERIA.

• DESCRIBIR LAS CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LAS ONDAS LONGITUDINALES Y TRANSVERSALES Y DAR EJEMPLOS DE CADA UNA DE ELLAS

• ESCRIBIR LOS MODELOS MATEMÁTICOS QUE CARACTERIZAN LA CINEMÁTICA DE LAS ONDAS ESTACIONARIAS Y VIAJERAS, EXPLICANDO EL SIGNIFICADO FÍSICO DE CADA UNO DE LOS TÉRMINOS.

8 ENERGÍA Y POTENCIA DE UNA ONDA VIAJERA EN UNA CUERDA. TRANSPORTE DE ENERGÍA Y RAPIDEZ DE TRANSMISIÓN DE LA

ENERGÍA PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN DE ONDAS VIAJERAS SIMULACIÓN COMPUTACIONAL DE SUPERPOSICIÓN DE ONDAS

VIAJERAS

• CALCULAR LA DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA CINÉTICA Y POTENCIAL DE UNA ONDA VIAJERA EN UNA CUERDA, ASÍ COMO LA POTENCIA DEL MOVIMIENTO ONDULATORIO EN ELLA

• UTILIZAR PROGRAMAS DE CÓMPUTO ESCRITOS POR EL PROFESOR O COMERCIALES PARA VISUALIZAR GRÁFICAMENTE LOS FENÓMENOS DE INTERFERENCIA Y SUPERPOSICIÓN DE ONDAS UNIDIMENSIONALES VIAJERAS Y ESTACIONARIAS

9 EJERCICIOS • 10 5) SEGUNDA LEY DE NEWTON APLICADA AL MOVIMIENTO

ONDULATORIO. LA ECUACIÓN DE ONDA. 6) RESOLUCIÓN DE LA ECUACIÓN DE ONDA UNIDIMENSIONAL EN UNA

CUERDA MEDIANTE SERIES DE FOURIER. CUERDA FIJA EN AMBOS EXTREMOS. CUERDA FIJA EN UN EXTREMO Y LIBRE EN EL OTRO.

• FORMULAR LA SEGUNDA LEY DE NEWTON PARA EL MOVIMIENTO ONDULATORIO E IDENTIFICAR EL LAPLACIANO DE LA AMPLITUD COMO LA PROPAGACIÓN DE LA ONDA Y RELACIONAR LA SEGUNDA DERIVADA DE LA AMPLITUD CON RESPECTO AL TIEMPO CON LA FUERZA PROMOTORA DE LA PROPAGACIÓN.

• FORMULAR LA ECUACIÓN DE ONDA PARA EL CASO DEL MOVIMIENTO ONDULATORIO DE UNA CUERDA Y APLICAR EL MÉTODO DE SEPARACIÓN DE VARIABLES Y SERIES DE FOURIER PARA INTEGRARLA.

• ESTABLECER LAS CONDICIONES INICIALES Y DE FRONTERA E INCORPORARLAS PARA OBTENER LAS SOLUCIONES PARTICULARES PARA LOS DIFERENTES CASOS.

11 7) RESOLUCIÓN DE LA ECUACIÓN DE ONDA EN UNA MEMBRANA RECTANGULAR VIBRANDO MEDIANTE SERIES DE FOURIER

• RESOLVER A ECUACIÓN DE ONDA EN COORDENADAS CARTESIANAS 2-D

12 PRÁCTICA DE LABORATORIO Y EJERCICIOS • 13 8) RESOLUCIÓN DE LA ECUACIÓN DE ONDA EN UNA MEMBRANA CIRCULAR

MEDIANTE EL MÉTODO DE SEPARACIÓN DE VARIABLES Y FUNCIONES DE BESSEL

• UTILIZAR FUNCIONES DE BESSEL Y EL MÉTODO DE SEPARACIÓN DE VARIABLES PARA RESOLVER LA ECUACIÓN DE ONDA EN UN ESPACIO BIDIMENSIONAL EN COORDENADAS CILÍNDRICAS

14 9) GRAFICACIÓN DE LAS SOLUCIONES DE LA ECUACIÓN DE SCHRÖEDINGER PARA EL ÁTOMO DE HIDRÓGENO Y REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LOS ORBITALES ATÓMICOS.

• EXPLICAR, MEDIANTE UN ALGORITMO EN BASE A DIAGRAMA DE BLOQUES, LA FORMA EN QUE SE RESUELVE LA ECUACIÓN DE ONDA DE SCHRÖEDINGER PARA EL ÁTOMO DE HIDRÓGENO Y UTILIZAR UN PROGRAMA DE CÓMPUTO ELABORADO POR EL PROFESOR PARA GRAFICAR LOS ORBITALES ATÓMICOS A PARTIR DE LAS SOLUCIONES RESULTANTES.

15 EJERCICIOS Y PRÁCTICA DE LABORATORIO • 16 III. ACÚSTICA

3.1 VELOCIDAD DEL SONIDO EN DIFERENTES MEDIOS • EXPLICAR LA EMISIÓN DEL SONIDO Y SU PROPAGACIÓN DESDE EL

PUNTO DE VISTA DE LA DINÁMICA ONDULATORIA • CALCULAR LA VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN DEL SONIDO EN

DIFERENTES MEDIOS. • RESOLVER PROBLEMAS RELACIONADOS CON LA VELOCIDAD DE

PROPAGACIÓN DE LAS ONDAS SONORAS EN DIFERENTES MEDIOS

17 3.2 EFECTO DOPPLER • EXPLICAR EL EFECTO DOPPLER EN LA PROPAGACIÓN DEL SONIDO Y RESOLVER PROBLEMAS RELACIONADOS.

18 • PRÁCTICA DE LABORATORIO Y EJERCICIOS •

19 3.3 INTERFERENCIA Y RESONANCIA • EXPLICAR LOS FENÓMENOS DE INTERFERENCIA Y RESONANCIA DE ONDAS ACÚSTICAS Y RESOLVER PROBLEMAS RELACIONADOS

20 3.4 FENÓMENOS ACÚSTICOS

• EXPLICAR DIFERENTES FENÓMENOS ACÚSTICOS COMO EL ECO O LA ANIQUILACIÓN DEL SONIDO, Y RESOLVER PROBLEMAS RELACIONADOS.

21 PRÁCTICA DE LABORATORIO Y EJERCICIOS • 22 ÓPTICA GEOMÉTRICA

4.1 HISTORIA DEL DESARROLLO DE LA ÓPTICA 4.2 REFLEXIÓN. MODELO Y EJERCICIOS

• DESCRIBIR EL DESARROLLO HISTÓRICO DE LA ÓPTICA • EXPLICAR LOS CONCEPTOS DE ÓPTICA GEOMÉTRICA Y ÓPTICA FÍSICA,

IDENTIFICANDO LOS MÉTODOS Y ÁREAS DE ESTUDIO DE AMBAS DISCIPLINAS.

• EXPLICAR EL FENÓMENO DE REFLEXIÓN. ESCRIBIR EL MODELO MATEMÁTICO QUE LO CARACTERIZA Y RESOLVER PROBLEMAS RELACIONADOS A DICHO TEMA.

23 4.3 REFRACCIÓN. LEY DE SNELL. VARIACIÓN DE LA VELOCIDAD DE LA LUZ AL PASAR DE UN MEDIO A OTRO.

• DESCRIBIR EL FENÓMENO DE REFRACCIÓN. ESCRIBIR LA LEY DE SNELL EXPLICANDO SU FUNDAMENTO FÍSICO Y RESOLVER PROBLEMAS RELACIONADOS A LA REFRACCIÓN DE LA LUZ.

24 PRÁCTICA DE LABORATORIO Y EJERCICIOS • 25 EJEMPLOS DE REFRACCIÓN • RESOLVER PROBLEMAS DE REFRACCIÓN DE LA LUZ 26 EJEMPLOS DE REFRACCIÓN • RESOLVER PROBLEMAS DE REFRACCIÓN DE LA LUZ 27 PRÁCTICA DE LABORATORIO Y EJERCICIOS • 28 4.4 ESPEJOS PLANOS

4.5 ESPEJOS ESFÉRICOS. IMÁGENES EN ESPEJOS ESFÉRICOS. SUPERFICIES ESFÉRICAS REFRINGENTES

• RESOLVER PROBLEMAS DE REFRACCIÓN Y REFLEXIÓN DE LA LUZ APLICADA A LENTES Y ESPEJOS

29 4.6 LENTES DELGADAS. LENTES CÓNCAVAS Y CONVEXAS. LA ECUACIÓN DEL FABRICANTE DE LENTES.

4.7 INSTRUMENTOS ÓPTICOS. TELESCOPIO. MICROSCOPIO, ETC

• RESOLVER PROBLEMAS DE REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN DE LA LUZ APLICADA A APARATOS ÓPTICOS

30 PRÁCTICA DE LABORATORIO Y EJERCICIOS • 31 4.7 INTERFERENCIA

4.8 DIFRACCIÓN

• DESCRIBIR LOS FENÓMENOS DE INTERFERENCIA Y DIFRACCIÓN DE LA LUZ, ESCRIBIENDO LOS MODELOS MATEMÁTICOS QUE SE UTILIZAN PARA CARACTERIZARLOS Y RESOLVER PROBLEMAS RELACIONADOS.

32 4.9 EXPERIMENTO DE INTERFERENCIA DE YOUNG 4.10 COHERENCIA

• EXPLICAR EL EXPERIMENTO DE INTERFERENCIA DE YOUNG, • DESCRIBIR EL FENÓMENO DE COHERENCIA PLANTEANDO LOS

MODELOS MATEMÁTICOS QUE SE APLICAN EN SU CARACTERIZACIÓN. • RESOLVER PROBLEMAS RELACIONADOS

33 PRÁCTICA DE LABORATORIO Y EJERCICIOS • 34 4.11 INTERFERENCIA DESDE PELÍCULAS DELGADAS

• EXPLICAR EL FENÓMENO DE INTERFERENCIA DESDE PELÍCULAS DELGADAS

35 4.12 INTERFERÓMETRO DE MICHELSON

EXPLICAR EL FUNCIONAMIENTO DEL INTERFERÓMETRO DE MICHELSON.

36 PRÁCTICA DE LABORATORIO Y EJERCICIOS 37 4.13 DIFRACCIÓN Y LA TEORÍA ONDULATORIA DE LA LUZ

4.14 DIFRACCIÓN POR UNA SOLA RANURA. LOCALIZACIÓN DE MÍNIMOS 4.15 INTENSIDAD DE DIFRACCIÓN

UTILIZAR LA TEORÍA ONDULATORIA DE LA LUZ (ÓPTICA FÍSICA) PARA EXPLICAR EL FENÓMENO DE DIFRACCIÓN DE LA LUZ

38 4.16 DIFRACCIÓN POR UNA ABERTURA CIRCULAR 4.17 DIFRACCIÓN POR UNA ABERTURA DOBLE

UTILIZAR LA TEORÍA ONDULATORIA DE LA LUZ PARA EXPLICAR EL FENÓMENO DE DIFRACCIÓN DE LA LUZ EN ORIFICIOS CIRCULARES, ORIFICIOS DOBLES, Y RESOLVER PROBLEMAS RELACIONADOS.

39 PRÁCTICA DE LABORATORIO Y EJERCICIOS 40 4.18 REJILLAS DE DIFRACCIÓN

UTILIZAR LA TEORÍA ONDULATORIA DE LA LUZ (ÓPTICA FÍSICA) PARA

DESCRIBIR EL FENÓMENO DE DIFRACCIÓN DE LA LUZ EN REJILLAS Y EXPLICAR EL FUNCIONAMIENTO DE LOS ESPECTROSCOPIOS DE REJILLA

41 4.20 DIFRACCIÓN DE RAYOS X UTILIZAR LA TEORÍA ONDULATORIA DE LA LUZ (ÓPTICA FÍSICA) PARA EXPLICAR EL FENÓMENO DE DIFRACCIÓN DE LA LUZ EN LOS BORDES DE UN CRISTAL Y EXPLICAR EL FUNCIONAMIENTO DE LOS DIFRACTÓMETROS DE RAYOS X ASÍ COMO LOS ESPECTROS QUE SE OBTIENEN CON DICHO TIPO DE APARATOS.

42 EJERCICIOS 43 APLICACIONES EN EL ANÁLISIS QUÍMICO INSTRUMENTAL

5.1 FUNDAMENTOS DE LA ESPECTROFOTOMETRÍA

44 FUNDAMENTOS DE LA ESPECTROSCOPIA EN EL INFRARROJO Y EL U.V.

UTILIZAR LA ÓPTICA GEOMÉTRICA Y FÍSICA PARA EXPLICAR EL FUNCIONAMIENTO Y EL TIPO DE ESPECTROS QUE SE OBTIENEN EN ALGUNOS MÉTODOS ANALÍTICOS INSTRUMENTALES, MÁS COMUNES EN LOS LABORATORIOS QUÍMICOS MODERNOS.

45 EJERCICIOS 46 FUNDAMENTOS DE LA RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR

FUNDAMENTOS DE LA ESPECTROSCOPIA DE MASAS UTILIZAR LA ÓPTICA GEOMÉTRICA Y FÍSICA PARA EXPLICAR EL

FUNCIONAMIENTO Y EL TIPO DE ESPECTROS QUE SE OBTIENEN EN ALGUNOS MÉTODOS ANALÍTICOS INSTRUMENTALES, MÁS COMUNES EN LOS LABORATORIOS QUÍMICOS MODERNOS.

47 48


EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN DE LOS TEMAS DEL CURSO. USO DE MATERIAL AUDIOVISUAL. PRÁCTICAS DE LABORATORIO SINCRONIZADAS CON LA TEORÍA CONSTRUCCIÓN Y EJECUCIÓN DE ALGORITMOS COMPUTACIONALES

DURANTE LAS SESIONES DE LABORATORIO. RESOLUCIÓN DE CUESTIONARIOS Y PROBLEMAS PLANTEADOS EN LOS

LIBROS DE TEXTO. PRÁCTICAS DE LABORATORIO Y TALLER DE RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS.

EVALUACIÓN: SE RECOMIENDAN 3 EXÁMENES PARCIALES. 2 EXÁMENES FINALES. SE RECOMIENDA QUE EN LA EVALUACIÓN FINAL DEL CURSO SE PONDERE A LA TEORÍA CON UN 80% Y AL TRABAJO DE LABORATORIO CON UN 20%. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: SERIACIÓN POR BLOQUES. EL ALUMNO DEBE HABER APROBADO POR LO MENOS EL 80% DE LAS ASIGNATURAS DE LOS 3 PRIMEROS SEMESTRES. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: FÍSICOS. INGENIEROS O PROFESIONALES DE LA QUÍMICA.

BIBLIOGRAFÍA

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA : CRAWFORD, FRANK S. ONDAS (BERKELEY PHYSICS COURSE, VOL.3). REVERTÉ. BARCELONA, ESPAÑA, 1971 HALLIDAY, DAVID; RESNICK, ROBERT & WALKER, J. FUNDAMENTOS DE FÍSICA, TOMOS 1 Y 2 CECSA, MÉXICO, 2001 HALLIDAY, DAVID; RESNICK, ROBERT & KRANE, K. FÍSICA, 4ª EDICIÓN. TOMOS 1 Y 2 CECSA, MÉXICO, 1994 SERWAY, RAYMOND A. & BEICHNER, ROBERT J. FÍSICA PARA CIENCIAS E EINGENIERÍA MC GRAW HILL. MÉXICO, 2000

HECHT, EUGEN & ZAJAC, ALFRED. ÓPTICA. ADDISON WESLEY LONGMAN. MÉXICO, 1998 CABRERA, JOSÉ MANUEL; ANGULLÓ LÓPEZ FERNANDO & LÓPEZ FERNANDO JESÚS. ÓPTICA GEOMÉTRICA. ADDISON WESLEY. MÉXICO, 2000 ALONSO, MARCELO & FINN, EDWARD J. FÍSICA, VOLUMEN 2. CAMPOS Y ONDAS ADDISON WESLEY IBEROAMERICANA. MÉXICO, 1987. SEARS, FRANCIS; ZEMANZKY, MARK W. ET AL. FÍSICA UNIVERSITARIA. PEARSON EDUCATION. MÉX, 1998 FISHBANE, PAUL M.; GASIOROWICZ, STEPHEN & THORTON, STEPHEN T. FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA. PRENTICE HALL. MÉXICO, 1994.

BENSON, HARRIS FÍSICA UNIVERSITARIA. VOLS. 1 Y 2. CECSA. MÉXICO, 2000 FRENCH, A. P. CURSO DE FÍSICA DEL M.I.T. TOMO II. VIBRACIONES Y ONDAS. REVERTÉ. BARCELONA, ESP. 1991 BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA CONSORTIUM FOR UPPER LEVEL PHYSICS SOFTWARE WAVES AND OPTICS PROGRAMS JOHN WILEY AND SONS. PHOENIX, COLORADO, 1995 DE VRIES, PAUL L. A FIRST COURSE IN COMPUTATIONAL PHYSICS. JOHN WILEY AND SONS. NEW YOR, USAS, 1994


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE LA MATERIA: FLUJO DE FLUIDOS , QUE CURSARÁN LOS ALUMNOS DE 4º SEMESTRE DE INGENIERÍA QUÍMICA , HORAS/SEMANA : 5 (3 TEÓRICAS/ 2 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 8 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA . SECCIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA. CAMPO: PROFESIONAL CARÁCTER: OBLIGATORIA MODALIDAD:CURSO. ASIGNATURA PRECEDENTE: FENÓMENOS DE TRANSPORTE. ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN

EN EL CURSO DE FENÓMENOS DE TRANSPORTE SE DA UNA INTRODUCCIÓN A LA DINÁMICA DE FLUIDOS, RESOLVIÉNDOSE LAS ECUACIONES DE NAVIER-STOKES O LAS ECUACIONES DE REYNOLDS DE LA TURBULENCIA PARA CONFIGURACIONES GEOMÉTRICAS DE FLUJO REGULARES, QUE SIN EMBARGO ESTÁN LIMITADAS SOLAMENTE A LOS CASOS INTEGRABLES ANALÍTICAMENTE. SIN EMBARGO, EN APLICACIONES PRÁCTICAS DE LA INGENIERÍA QUÍMICA, LA MECÁNICA DE FLUIDOS TIENE QUE VER CON CONFIGURACIONES DE FLUJO MÁS COMPLEJAS COMO VÁLVULAS Y ACCESORIOS, EN ESOS CASOS SE UTILIZAN TÉCNICAS DE SIMILITUD DINÁMICA BASADAS EN CORRELACIONES EMPÍRICAS ENTRE GRUPOS ADIMENSIONALES COMO EL NÚMERO DE REYNOLDS Y EL FACTOR DE FRICCIÓN DE DARCY.

EN ESTE CURSO DE FLUJO DE FLUIDOS EL ESTUDIANTE REFORZARÁ SUS CONOCIMIENTOS DE DINÁMICA DE FLUIDOS

APRENDIDOS EN EL CURSO DE FENÓMENOS DE TRANSPORTE Y APRENDERÁ A DIMENSIONAR REDES DE FLUJO PARA FLUIDOS INCOMPRESIBLES Y COMPRESIBLES, APLICANDO LA ECUACIÓN DE BALANCE DE ENERGÍA MECÁNICA DE BERNOULLI Y LAS ADECUADAS CORRELACIONES EMPÍRICAS PARA DETERMINAR EL FACTOR DE FRICCIÓN Y LA POTENCIA REQUERIDA DEL EQUIPO MOTRIZ.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO: AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE DIMENSIONAR SISTEMAS DE FLUJO DE FLUIDOS Y MAQUINARIA DE TRANSPORTE PARA FLUIDOS COMPRESIBLES E INCOMPRESIBLES, DE CUALQUIER COMPORTAMIENTO REOLÓGICO Y EN RÉGIMEN LAMINAR O TURBULENTO A TRAVÉS DE TUBERÍAS, REDES DE TUBERÍAS O CANALES DE CUALQUIER GEOMETRÍA EN SU SECCIÓN TRANSVERSAL Y CUALQUIER CONFORMACIÓN TOPOLÓGICA EN SU RECORRIDO.


AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE REALIZAR LAS SIGUIENTES TAREAS:

• IDENTIFICAR EL COMPORTAMIENTO REOLÓGICO DE FLUIDOS NEWTONIANOS Y NO NEWTONIANOS Y ESCRIBIR LOS MODELOS MATEMÁTICOS CORRESPONDIENTES A LA RELACIÓN ESFUERZO-VELOCIDAD DE DEFORMACIÓN QUE LOS DESCRIBE.

• UTILIZAR LAS ECUACIONES DE NAVIER-STOKES PARA CARACTERIZAR EL FLUJO DE FLUIDOS NEWTONIANOS Y NO

NEWTONIANOS EN DIFERENTES CONFIGURACIONES DE FLUJO Y EN CONDICIONES DE ESTADO ESTACIONARIO O NO ESTACIONARIO.

• APLICAR BALANCES DE ENERGÍA MECÁNICA AL MOVIMIENTO DE FLUIDOS PARA OBTENER LA ECUACIÓN DE BERNOULLI, Y

EMPLEAR ESTA ÚLTIMA EN EL DIMENSIONAMIENTO DE REDES DE FLUJO PARA EL TRANSPORTE DE FLUIDOS EN RÉGIMEN LAMINAR O TURBULENTO.

• DESCRIBIR LOS SISTEMAS DE MEDICIÓN DE FLUJO QUE SE UTILIZAN A NIVEL INDUSTRIAL Y TENER LA CAPACIDAD DE

SELECCIONAR EL MEDIDOR MÁS ADECUADO PARA CUALQUIER APLICACIÓN ESPECÍFICA.

• CARACTERIZAR EL COMPORTAMIENTO DEL FLUJO DE FLUIDOS COMPRESIBLES EN DIFERENTES CONDICIONES TERMODINÁMICAS, Y BAJO DIFERENTES REGÍMENES DE FLUJO (SÓNICO, SUBSÓNICO O SUPERSÓNICO).

• SELECCIONAR LOS ACCESORIOS PARA SISTEMAS DE TRANSPORTE DE FLUIDOS Y CALCULAR LAS PÉRDIDAS DE ENERGÍA POR

FRICCIÓN A TRAVÉS DE ELLOS.

• DIMENSIONAR EQUIPO MOTRIZ PARA EL TRANSPORTE DE FLUIDOS COMPRESIBLES E INCOMPRESIBLES A TRAVÉS DE TUBERÍAS Y ACCESORIOS.

• DISEÑAR SISTEMAS DE TRANSPORTE DE FLUIDOS, DESDE LA TOPOLOGÍA DE LA RED DE FLUJO HASTA LA ESPECIFICACIÓN DE

LOS ELEMENTOS MOTRICES Y ACCESORIOS, PASANDO POR EL CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS POR FRICCIÓN Y LA DETERMINACIÓN DE LAS DIMENSIONES ÓPTIMAS DE CADA UNO DE LOS COMPONENTES.

No. de sesión



1 N 12.5. MECÁNICA Y DINÁMICA DE FLUIDOS. 12.6. ÁREAS DE LA MECÁNICA DE FLUIDOS.

• REOLOGÍA • FLUJO LAMINAR VISCOSO • FLUJO DE POTENCIAL • TEORÍA DE CAPA LÍMITE • DINÁMICA DE FLUJOS INCOMPRESIBLES • DINÁMICA DE FLUJOS COMPRESIBLES • FLUJO TURBULENTO • ANÁLISIS DIMENSIONAL DE FLUJO DE FLUIDOS • CÁLCULO DE PÉRDIDAS POR FRICCIÓN EN TUBERÍAS Y

ACCESORIOS • DIMENSIONAMIENTO DE REDES DE FLUJO.

1.3. IMPORTANCIA DE LA ASIGNATURA DE FLUJO DE FLUIDOS EN LA FORMACIÓN PROFESIONAL DEL INGENIERO QUÍMICO.

o EXPLICAR LA DIFERENCIA ENTRE LA MECÁNICA Y LA DINÁMICA DE FLUIDOS E IDENTIFICAR EL OBJETIVO GENERAL DEL CURSO.

o EXPLICAR EL CAMPO DE ESTUDIO DE LAS DIFERENTES ÁREAS DE LA MECÁNICA DE FLUIDOS E IDENTIFICAR AQUELLAS QUE ESTUDIARÁ EN ESTE CURSO.

o EXPLICAR LA IMPORTANCIA DEL CURSO DE LA MECÁNICA DE FLUIDOS EN LA FORMACIÓN PROFESIONAL DEL INGENIERO QUÍMICO.

2 XIII. DEFINICIÓN Y PRINCIPALES PROPIEDADES FÍSICAS DE UN FLUIDO. 2.1 DEFINICIÓN DE FLUIDO 2.2 VISCOSIDAD. REOLOGÍA. CLASIFICACIÓN REOLÓGICA DE LOS FLUIDOS. EJERCICIOS.

o DEFINIR CON PROPIAS PALABRAS EL CONCEPTO DE FLUIDO. o EXPLICAR LOS CONCEPTOS DE REOLOGÍA Y PROPIEDADES

REOLÓGICAS. o EXPLICAR LA CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS SEGÚN SU

COMPORTAMIENTO REOLÓGICO MEDIANTE LOS MODELOS MATEMÁTICOS CORRESPONDIENTES A LAS RELACIONES ESFUERZO- VELOCIDAD DE DEFORMACIÓN.

o CALCULAR LA VISCOSIDAD DE FLUIDOS NEWTONIANOS Y LA VISCOSIDAD APARENTE DE FLUIDOS NO NEWTONIANOS.

3 EJERCICIOS o 4 2.3 TENSIÓN SUPERFICIAL. CAPILARIDAD. FLUIDOS QUE

MOJAN Y FLUIDOS QUE NO MOJAN. 2.4 DENSIDAD. FLUIDOS COMPRESIBLES E INCOMPRESIBLES. 2.5 PRESIÓN DE VAPOR. VOLATILIDAD. EJERCICIOS.

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE TENSIÓN SUPERFICIAL. • ESTABLECER LOS MODELOS MATEMÁTICOS CON LOS QUE SE CALCULA

LA TENSIÓN SUPERFICIAL EN UN FLUIDO Y EXPLICAR SU IMPORTANCIA EN EL TRANSPORTE DE ESTE TIPO DE MATERIALES.

• EXPLICAR LOS FENÓMENOS DE CAPILARIDAD Y ADHERENCIA/COHESIÓN EN UN FLUIDO.

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE PRESIÓN DE VAPOR Y SU IMPORTANCIA EN EL TRANSPORTE DE UN FLUIDO.

• CALCULAR LA TENSIÓN SUPERFICIAL Y LA PRESIÓN DE VAPOR DE DIFERENTES FLUIDOS.

5 XIV. FLUJO LAMINAR. 3.1 DEFINICIÓN DE FLUJO LAMINAR 3.2 ECUACIÓN DE CONTINUIDAD. EJERCICIOS 3.3 ECUACIÓN DE MOVIMIENTO. FORMULACIÓN EULERIANA Y

FORMULACIÓN LAGRANGIANA. 3.4 ECUACIÓN DE NAVIER-STOKES.

• DEFINIR EL FLUJO LAMINAR Y ESPECIFICAR LAS CONDICIONES EN QUE SE PRESENTA EL FLUJO LAMINAR EN APLICACIONES PRÁCTICAS.

• UTILIZAR SUS CONOCIMIENTOS DE FENÓMENOS DE TRANSPORTE PARA ESCRIBIR ADECUADAMENTE LA ECUACIÓN DE CONTINUIDAD EXPLICANDO EL SIGNIFICADO FÍSICO DE CADA TÉRMINO.

• UTILIZAR SUS CONOCIMIENTOS DE FENÓMENOS DE TRANSPORTE PARA ESCRIBIR ADECUADAMENTE LAS ECUACIONES DE MOVIMIENTO EN SUS FORMULACIONES EULERIANA Y LAGRANGIANA.

• ESCRIBIR ADECUADAMENTE LA ECUACIÓN DE NAVIER-STOKES EXPLICANDO EL SIGNIFICADO FÍSICO DE CADA TÉRMINO.

6 EJERCICIOS 7 3.5 CÁLCULO DE PERFILES DE VELOCIDAD, FLUJOS VOLUMÉTRICOS Y

DISTRIBUCIONES DE PRESIÓN EN DIFERENTES CONFIGURACIONES DE FLUJO LAMINAR.

• REALIZAR EL CÁLCULO DE PERFILES DE VELOCIDAD, FLUJOS VOLUMÉTRICOS Y DISTRIBUCIONES DE PRESIÓN PARA ALGUNAS CONFIGURACIONES DE FLUJO EN RÉGIMEN LAMINAR.

8 3.5 ECUACIÓN DE HAGEN-POISEUILLE. • DEDUCCIÓN • VISCOSÍMETROS Y REÓMETROS CAPILARES. • MEDICIÓN DE PÉRDIDAS DE PRESIÓN Y FLUJOS VOLUMÉTRICOS

APLICANDO LA ECUACIÓN DE HAGEN-POSEUILLE PARA FLUIDOS NEWTONIANOS Y NO NEWTONIANOS.

• DETERMINACIÓN DE DIÁMETRO ÓPTIMO DE UNA TUBERÍA MEDIANTE EL USO DE LA ECUACIÓN DE HAGEN-POSEUILLE.

• EJERCICIOS

UTILIZAR LAS ECUACIONES DE NAVIER-STOKES PARA FLUJO EN TUBERÍA E INTEGRARLA CON EL FIN DE OBTENER LA ECUACIÓN DE HAGEN-POISEUILLE.

EXPLICAR LAS APLICACIONES DE LA ECUACIÓN DE HAGEN-POISEUILLE EN REOMETRÍA, EN MEDICIÓN DE FLUJOS VOLUMÉTRICOS Y EN LA DETERMINACIÓN DEL DIÁMETRO ÓPTIMO DE UNA TUBERÍA.

9 EJERCICIOS 10 XV. FLUJO TURBULENTO

4.1 CARACTERÍSTICAS ESENCIALES DE LOS FLUJOS TURBULENTOS. • ALEATORIEDAD ESPACIO-TEMPORAL • EXISTENCIA DE REMOLINOS TRIDIMENSIONALES. • CASCADA DE ENERGÍA • UBICUIDAD.

4.2 ECUACIÓN DE MOVIMIENTO DE UN FLUIDO EN TIEMPO AJUSTADO (ECUACIÓN DE REYNOLDS). TENSOR DE ESFUERZOS DE REYNOLDS.

4.3 MODELOS DE CERRADURA. 4.4 NÚMERO DE REYNOLDS. REGÍMENES LAMINAR, TURBULENTO Y

ESTADO DE TRANSICIÓN.

• EN BASE A SUS CONOCIMIENTOS PREVIOS ADQUIRIDOS AL CURSAR LA ASIGNATURA DE FENÓMENOS DE TRANSPORTE, EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS DISTINTIVAS DE UN FLUJO TURBULENTO, EXPLICAR COMO SE OBTIENE LA ECUACIÓN DE REYNOLDS DEL MOVIMIENTO DE UN FLUIDO EN TIEMPO AJUSTADO A PARTIR DE LA ECUACIÓN DE NAVIER-STOKES, EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO DEL TENSOR DE ESFUERZOS DE REYNOLDS, LAS CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DE LOS MODELOS DE CERRADURA, Y DETERMINAR A PARTIR DEL NÚMERO DE REYNOLDS SI EL FLUJO DE UN FLUIDO CAE EN LA REGIÓN DE RÉGIMEN LAMINAR, TURBULENTO O ESTADO DE TRANSICIÓN.

11 V. COEFICIENTES DE FRICCIÓN. 5.1 CÁLCULO DE COEFICIENTES DE FRICCIÓN PARA FLUJO EN RÉGIMEN

LAMINAR EN TUBERÍAS. 5.2 CÁLCULO DE COEFICIENTES DE FRICCIÓN PARA FLUJO TURBULENTO Y

EN ESTADO DE TRANSICIÓN EN TUBERÍAS. ECUACIÓN DE DARCY Y DIAGRAMA DE MOODY.

5.3 EJERCICIOS.

• UTILIZAR LAS ECUACIONES DE NAVIER-STOKES PARA CALCULAR EL COEFICIENTE DE FRICCIÓN PARA FLUJO LAMINAR DE FLUIDOS NEWTONIANOS Y NO NEWTONIANOS EN TUBERÍAS.

• EXPLICAR EL ORIGEN DEL DIAGRAMA DE MOODY • UTILIZAR LA ECUACIÓN DE DARCY Y EL DIAGRAMA DE MOODY PARA

EL CÁLCULO DEL COEFICIENTE DE FRICCIÓN PARA FLUJO TURBULENTO Y EN ESTADO DE TRANSICIÓN.

12 EJERCICIOS 13 TUBERÍAS Y ACCESORIOS

6.1 MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN. 6.2 MÉTODOS DE FABRICACIÓN 6.3 DIMENSIONES. 6.4 NÚMERO DE CÓDIGO (CÉDULA)

• EXPLICAR LA FORMA EN QUE SE FABRICAN TUBERÍAS Y ACCESORIOS PARA REDES DE FLUJO Y LOS TIPOS DE MATRIALES QUE SE UTILIZAN.

• EXPLICAR LAS DIMENSIONES Y ESPECIFICACIONES STANDARD DE TUBERÍAS COMERCIALES.

14 6.5 VÁLVULAS Y ACCESORIOS ESPECIALES. 6.6 EJERCICIOS DE CÁLCULO DE PÉRDIDAS POR FRICCIÓN EN VÁLVULAS Y

ACCESORIOS. 6.7 COEFICIENTE DE FRICCIÓN Y LONGITUD EQUIVALENTE 6.8 COEFICIENTE DE DESCARGA.

• EXPLICAR LA UTILIDAD DE LOS DIFERENTES ACCESORIOS PARA REDES DE FLUJO Y SELECCIONAR LOS ACCESORIOS ADECUADOS PARA APLICACIONES ESPECÍFICAS.

• CALCULAR LAS PÉRDIDAS POR FRICCIÓN EN ACCESORIOS.

15 EJERCICIOS • 16 VII. CRITERIOS PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE SISTEMAS DE

TRANSPORTE DE FLUIDOS. 7.1 CRITERIO DE VELOCIDADES RECOMENDABLES. 7.2 CRITERIOS DE CAÍDAS DE PRESIÓN EJERCICIOS

• APLICAR LOS CRITERIOS DE VELOCIDADES RECOMENDABLES Y CAÍDAS DE PRESIÓN MÁXIMAS PERMISIBLES PARA CALCULAR EL DIÁMETRO ÓPTIMO DE UNA TUBERÍA O SISTEMA DE CONDUCCIÓN.

17 7.3 MODELOS DE DIÁMETRO ECONÓMICO 7.4 CRITERIOS DE DIMENSIONES DE TUBERÍAS

• EXPLICAR LA PROCEDENCIA (EC. DE HAGEN-POISEUILLE) Y LOS FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL DESARROLLO DE LOS MODELOS DE DIÁMETRO ECONÓMICO.

• EXPLICAR LOS CRITERIOS DE ESPACIAMIENTO ENTRE EQUIPOS Y RESTRICCIONES DE TRANSFERENCIA DE CALOR PARA ESTABLECER LAS DIMENSIONES ÓPTIMAS DE UNA TUBERÍA.

18 EJERCICIOS •

19 VIII. MEDIDORES DE FLUJO 8.1 MÉTODOS DE MEDICIÓN. 8.2 MEDIDORES DINÁMICOS. • VENTURI. EJERCICIOS DE CÁLCULO DE MEDIDORES VENTURI.

• EXPLICAR LOS FUNDAMENTOS DE LOS MÉTODOS DE MEDICIÓN DEL FLUJO VOLUMÉTRICO DE FLUIDOS EN TUBERÍAS Y CANALES.

• EXPLICAR EL FUNCIONAMIENTO DE LOS MEDIDORES TIPO VENTURI Y REALIZAR LOS CÁCULOS PARA SU DIMENSIONAMIENTO.

20 • PLACAS DE ORIFICIO. EJERCICIOS DE CÁLCULO DE PLACAS DE ORIFICIO.

• EXPLICAR EL FUNCIONAMIENTO DE LAS PLACAS DE ORIFICIO Y REALIZAR LOS CÁLCULOS PARA SU DIMENSIONAMIENTO.

21 EJERCICIOS. • 22 • TUBO DE PITOT. • EXPLICAR EL FUNCIONAMIENTO DE LAS TOBERAS TIPO PITOT Y

REALIZAR LOS CÁLCULOS PARA SU DIMENSIONAMIENTO.

23 8.3 MEDIDORES DE ÁREA VARIABLE • ROTÁMETRO. • VERTEDERO.

• EXPLICAR EL FUNCIONAMIENTO DE LOS MEDIDORES DE ÁREA VARIABLE Y REALIZAR LOS CÁLCULOS PARA SU DIMENSIONAMIENTO.

24 EJERCICIOS • 25 8.4 MEDIDORES DE CORRIENTE

• TAZA. • PROPELA. • ANEMÓMETROS DE HILO CALIENTE Y LASER EJERCICIOS 8.5 MEDIDORES COMPUESTOS. CÁLCULO. 8.6 CRITERIOS DE SELECCIÓN DE MEDIDORES DE FLUJO.

• EXPLICAR EL FUNCIONAMIENTO DE LOS MEDIDORES DE CORRIENTE Y REALIZAR LOS CÁLCULOS PARA SU DIMENSIONAMIENTO.

• EXPLICAR EL FUNCIONAMIENTO DE LOS SISTEMAS DE MEDICIÓN DE VELOCIDAD PUNTUAL COMO LOS ANEMÓMETROS DE HILO CALIENTE Y LÁSER, Y SELECCIONAR EL MODELO ADECUADO PARA APLICACIONES ESPECÍFICAS.

26 IX. FLUJO DE FLUIDOS COMPRESIBLES. 9.1 MODELO MATEMÁTICO PARA EL MOVIMIENTO DE FLUIDOS

COMPRESIBLES. 9.2 APLICACIÓN A CONDICIONES ESPECÍFICAS:

• FLUJO ISOTÉRMICO. • FLUJO ADIABÁTICO. • FLUJO ISOENTRÓPICO.

EJERCICIOS.

• EN BASE A SUS CONOCIMIENTOS DE FENÓMENOS DE TRANSPORTE Y TERMODINÁMICA, ESCRIBIR EL MODELO MATEMÁTICO DEL MOVIMIENTO DE FLUIDOS COMPRESIBLES, EXPLICANDO EL SIGNIFICADO FÍSICO DE CADA TÉRMINO.

• CALCULAR PERFILES DE VELOCIDAD Y DISTRIBUCIONES DE PRESIÓN PARA FLUJOS COMPRESIBLES EN CONDICIONES ISOTÉRMICAS O ADIABÁTICAS O ISOENTRÓPICAS.

27 EJERCICIOS. • 28 9.3 FLUJO LÍMITE DE DESCARGA.

9.4 NÚMERO DE MATCH. 9.5 FLUJOS SUBSÓNICO, SÓNICO Y SUPERSÓNICO.

• EN BASE AL NÚMERO DE MATCH, ESPECIFICAR LOS LÍMITES DE VELOCIDAD ENTRE FLUJOS SÓNICOS, SUBSÓNICOS Y SUPERSÓNICOS Y EXPLICAR SUS CONSECUENCIAS CUANDO ELLOS SE PRESENTAN EN EL INTERIOR DE UN SISTEMA DE TRANSPORTE DE FLUIDOS.

29 9.6 CRITERIOS EN LA EVALUACIÓN DE PÉRDIDAS POR FRICCIÓN. 9.7 CÁLCULO DE PÉRDIDAS POR FRICCIÓN PARA FLUJO COMPRESIBLE. 9.8 FLUJO COMPRESIBLE EN CONDUCTOS DE ÁREA VARIABLE. 9.9 CÁLCULO DE EYECTORES.

• CALCULAR LAS PÉRDIDAS POR FRICCIÓN DURANTE EL TRANSPORTE DE FLUJOS COMPRESIBLES A TRAVÉS DE SISTEMAS DE CONDUCCIÓN.

• UTILIZAR LOS BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA PARA CALCULAR LAS VARIACIONES DE VELOCIDAD Y PRESIÓN DE UN FLUJO COMPRESIBLE A TRAVÉS DE UN EYECTOR.

• DIMENSIONAR EL EYECTOR MÁS APROPIADO PARA ALGUNAS APLICACIONES ESPECÍFICAS.

30 EJERCICIOS • 31 X. MAQUINARIA PARA TRANSPORTE DE FLUIDOS.

10.1 CLASIFICACIÓN GENERAL. 10.2 CARACTERÍSTICAS DE OPERACIÓN. 10.3 MÁQUINAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO: PISTÓN, ÉMBOLO,

DIAFRAGMA, ENGRANES, LÓBULOS, TORNILLOS, LEVAS, HOJAS. CRITERIOS DE SELECCIÓN. EJERCICIOS.

• EXPLICAR EL PRINCIPIO DEL FUNCIONAMIENTO DE LAS MÁQUINAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO PARA EL TRANSPORTE DE FLUIDOS.

• ESPECIFICAR EL TIPO DE MÁQUINA DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO QUE CONVIENE UTILIZAR PARA APLICACIONES ESPECÍFICAS.

32 10.4 MÁQUINAS CENTRÍFUGAS: • PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO • TIPOS • CRITERIOS DE SELECCIÓN. EJERCICIOS. 10.5 CARACTERÍSTICAS DEL FUNCIONAMIENTO DE BOMBAS CENTRÍFUGAS

• POTENCIA • EFICIENCIA • CABEZAL NETO DE SUCCIÓN. • CURVAS DE FUNCIONAMIENTO DE BOMBAS

• EXPLICAR EL PRINCIPIO DEL FUNCIONAMIENTO DE LAS MÁQUINAS CENTRÍFUGAS

• ESPECIFICAR EL TIPO DE MÁQUINA CENTRÍFUGA ADECUADA PARA APLICACIONES ESPECÍFICAS.

• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS ESENCIALES DEL FUNCIONAMIENTO DE LAS BOMBAS CENRÍFUGAS QUE DEFINEN SUS CURVAS DE COMPORTAMIENTO, Y UTILIZAR DICHAS CURVAS PARA LA SELECCIÓN DEL MODELO DE BOMBA CENTRÍFUGA MÁS APROPIADO PARA APLICACIONES ESPECÍFICAS.

33 EJERCICIOS • 34 XI. SISTEMAS DE FLUJO DE FLUIDOS.

11.1 CLASIFICACIÓN. • SISTEMAS SENCILLOS • SISTEMAS EQUIVALENTES • SISTEMAS DE TUBERÍAS EN SERIE • SISTEMAS DE TUBERÍAS EN PARALELO. BYPASSES • SISTEMAS DE TUBERÍAS EN SERIE-PARALELO. • SISTEMAS RAMIFICADOS

11.2 DIMENSIONAMIENTO Y CÁLCULO DE CAÍDAS DE PRESIÓN EN SISTEMAS SENCILLOS.

• EXPLICAR LA TOPOLOGÍA DE LAS DIFERENTES REDES DE FLUJO DE FLUIDOS EN TUBERÍA.

• UTILIZAR LA ECUACIÓN DE BALANCE DE ENERGÍA MECÁNICA DE BERNOULLI Y LOS DIAGRAMAS DE MOODY PARA DIMENSIONAR REDES DE FLUJO DE CONFORMACIÓN TOPOLÓGICA SIMPLE, ESPECIFICANDO DIÁMETROS DE TUBERÍA, CALCULANDO PÉRDIDAS POR FRICCIÓN Y SELECCIONANDO EL MODELO Y POTENCIA DEL ELEMENTO MOTRIZ.

35 11.3. DIMENSIONAMIENTO Y CÁCULOS DE CAÍDAS DE PRESIÓN EN SISTEMAS DE TUBERÍAS EN SERIE Y PARALELO.

11.4. DIMENSIONAMIENTO Y CÁLCULO DE PÉRIDAS DE PRESIÓN EN SISTEMAS DE TUBERÍAS EN SERIE-PARALELO.

• UTILIZAR LA ECUACIÓN DE BALANCE DE ENERGÍA MECÁNICA DE BERNOULLI Y LOS DIAGRAMAS DE MOODY PARA DIMENSIONAR REDES DE FLUJO DE CONFORMACIÓN TOPOLÓGICA EN SERIE, PARALELO Y SERIE-PARALELO, ESPECIFICANDO DIÁMETROS DE TUBERÍA, CALCULANDO PÉRDIDAS POR FRICCIÓN Y SELECCIONANDO EL MODELO Y POTENCIA DEL ELEMENTO MOTRIZ.

36 EJERCICIOS 37 11.5 DIMENSIONAMIENTO DE REDES DE TUBERÍAS CORRESPONDIENTES A

SISTEMAS RAMIFICADOS. • UTILIZAR LA ECUACIÓN DE BALANCE DE ENERGÍA MECÁNICA DE

BERNOULLI Y LOS DIAGRAMAS DE MOODY PARA DIMENSIONAR REDES DE FLUJO DE CONFORMACIÓN TOPOLÓGICA RAMIFICADA, ESPECIFICANDO DIÁMETROS DE TUBERÍA, CALCULANDO PÉRDIDAS POR FRICCIÓN Y SELECCIONANDO EL MODELO Y POTENCIA DEL ELEMENTO MOTRIZ.

38 11.6 MÉTODOS DE HARDY CROSS • UTILIZAR EL MÉTODO DE HARDY-CROSS PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE REDES DE FLUJO DE FLUIDOS.

39 EJERCICIOS • 40 11.7 USO DE SOFTWARE PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE REDES DE FLUJO. • UTILIZAR PROGRAMAS DE CÓMPUTO DESARROLLADOS POR EL

PROFESOR PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE REDES DE FLUJO.

41 11.7 USO DE SOFTWARE PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE REDES DE FLUJO 42 EJERCICIOS 43 XII. SISTEMAS DE VENTILACIÓN

12.1 CANALES RECTANGULARES PARA SISTEMAS DE VENTILACIÓN VELOCIDADES RECOMENDABLES

12.1 ACCESORIOS 12.2 ECUACIÓN DE COLEBROOK 12.3 BALANCE DE ENERGÍA MECÁNICA 12.4 ALGORITMO DE CÓMPUTO. 12.5 ELECCIÓN DEL COMPRESOR O VENTILADOR

• EXPLICAR EL ALGORITMO DE CÁLCULO PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE SISTEMAS DE VENTILACIÓN.

• EXPLICAR ELMSIGNIFICADO Y PROCEDENCIA DE LA ECUACIÓN DE COLEBROOK

• EXPLICAR EL FUNDAMENTO DEL MÉTODO DE IGUALACIÓN DE FRICCIÓN PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE SISTEMAS DE VENTILACIÓN.

• DIMENSIONAR SISTEMAS DE VENTILACIÓN, DESDE LA ELECCIÓN DE LA GEOMÉTRIA DEL CANAL, SU CONFORMACIÓN TOPOLÓGICA Y SUS CAÍDAS POR FRICCIÓN, HASTA LA SELECCIÓN DEL ELEMENTO MOTRIZ.

44 12.6 EJEMPLOS DE CÁLCULO DE SSTEMAS DE VENTILACIÓN 45 EJERCICIOS

BIBLIOGRAFÍA: BÁSICA: BIRD, STEWART Y LIGHTFOOT. FENÓMENOS DE TRANSPORTE ED. REVERTÉ, 3ª EDICIÓN. MÉXICO, 1998. BENNET Y MYERS. MOMENTUM, HEAT AND MASS TRANSFER. ED. Mc GRAW-HILL. USA, 1982 CRANE COMPANY FLUJO DE FLUIDOS EN VÁLVULAS, ACCESORIOS Y TUBERÍAS. MC GRAW HIL. MÉXICO, 1992 CRANE COMPANY GREENE, RICHARD W.; NETH, KENT; Mc NAUGHTON, J. SERIE FLUJO DE FLUIDOS, 4 TOMOS MC GRAW HILL, MÉXICO, 1987 DARBY, RON CHEMICAL ENGINEERING FLUID MECHANICS. MARCELL DECKER INC. NEW YORK, USA, 2001

DOUGLAS, J.F. ; GASSIORECK, J.M. And SWAFFIELD, J.A. FLUID MECHANICS. ADDISSON WESLEY, NEW YORK, 1996 DOUGLAS, J.F. and MATTHEWS, R.D. SOLVING PROBLEMS IN FLUID MECHANICS ADDISON WESLEY, NEW YORK, 1996 FOX, ROBERT W.; Mc DONALD, ALAN T. INTRODUCCIÓN A LA MECÁNICA DE LOS FLUIDOS ED. MC GRAW-HILL. MÉXICO, 1994 MUNSON, ROBERT. MECÁNICA DE FLUIDOS. CECSA. MÉXICO, 1998 STREETER, VICTOR L. And WYLIE, BENJAMIN E. MECÁNICA DE LOS FLUIDOS. 9ª EDICIÓN Mc GRAW-HILL, BOGOTÁ, COLOMBIA. 2000

COMPLEMENTARIA: LUDWIG, N. APPLIED PROCESS DESIGN FOR CHEMICAL AND PETROCHEMICAL PLANTS GULF PUBLISHING COMPANY. NEW YORK, USA, 1983 GILES, RONALD W. ; EVETT, LACK B.; LIU, CHENG. MECÁNICA DE LOS FLUIDOS E HIDRÁULICA. Mc GRAW HILL, MÉXICO,1994 VALIENTE BARDERAS, ANTONIO. PROBLEMAS DE MECÁNICA DE FLUIDOS. LIMUSA. NORIEGA EDITORES. MÉXICO, 2000

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA: EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN. CUESTIONARIOS Y SERIES DE EJERCICIOS. UTILIZACIÓN DE SOFTWARE. MATERIAL DIDÁCTICO VISUAL. EVALUACIÓN: SE RECOMIENDAN POR LO MENOS TRES EXÁMENES PARCIALES Y DAR VALOR A LAS SERIES DE EJERCICIOS Y CUESTIONARIOS. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: FENÓMENOS DE TRANSPORTE. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: INGENIEROS QUÍMICOS E ING. EN ALIMENTOS.


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE LA MATERIA: QUÍMICA ANALÍTICA I , QUE CURSARÁN LOS ALUMNOS DE CUARTO SEMESTRE DE INGENIERÍA QUÍMICA , HORAS/SEMANA : 6 (2 TEÓRICAS / 4 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 8 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA. SECCIÓN DE QUÍMICA

ANALÍTICA CAMPO: PROFESIONAL CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA MODALIDAD: CURSO ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: QUÍMICA ANALÍTICA II

QUÍMICA ANALÍTICA I. ESTUDIO DE LOS SISTEMAS QUÍMICOS DE INTERCAMBIO DE UNA PARTÍCULA EN SOLUCIÓN ACUOSA.

INTRODUCCIÓN

EL ANÁLISIS QUÍMICO CUANTITATIVO ES UNA HERRAMIENTA FUNDAMENTAL PARA EL ESTUDIANTE DE INGENIERÍA QUÍMICA, YA QUE LE PERMITE CUANTIFICAR LA CONCENTRACIÓN DE LAS DIFERENTES ESPECIES QUE CONFORMAN UNA MEZCLA. ENTRE LOS MÉTODOS DE ANÁLISIS QUÍMICO, LOS DE VALORACIÓN POR VÍA HÚMEDA SON BASTANTE VERSÁTILES, PUES PROVEEN DE EXACTITUD, PRECISIÓN, RAPIDEZ Y ECONOMÍA EN LA DETERMINACIÓN DE LA COMPOSICIÓN DE LA MEZCLA.

EN ESTE PRIMER CURSO TEÓRICO-PRÁCTICO DE QUÍMICA ANALÍTICA, SE ESTUDIAN LOS EQUILIBRIOS DE INTERCAMBIO DE UNA SOLA

PARTÍCULA COMO BASE PARA EL DISEÑO DE MÉTODOS ANALÍTICOS, POR TITULACIÓN EN VÍA HÚMEDA. EN DICHOS MÉTODOS EL PASO MÁS IMPORTANTE ES LA DETERMINACIÓN DE LOS PUNTOS DE EQUIVALENCIA, LOS CUALES SE PRESENTAN COMO SALTOS DE POTENCIAL EN LAS CURVAS DE VALORACIÓN, CUANDO SE AGREGA PROGRESIVAMENTE UN AGENTE TITULANTE.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO. AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE : FORMULAR LOS MODELOS MATEMÁTICOS PARA LAS CURVAS TEÓRICAS DE VALORACIÓN VOLUMÉTRICA DE ESPECIES QUÍMICAS EN DISOLUCIONES ACUOSAS PARA REACCIONES DE PRECIPITACIÓN, ÁCIDO-BASE, COMPLEJACIÓN Y ÓXIDO-REDUCCIÓN, QUE PERMITAN PREDECIR CON EXACTITUD LOS VOLÚMENES DE LOS PUNTOS DE EQUIVALENCIA Y CALCULAR LAS CONCENTRACIONES DE LAS ESPECIES QUÍMICAS INVOLUCRADAS. ASÍ MISMO, LLEVAR A CABO LA EXPERIMENTACIÓN CORRESPONDIENTE QUE PERMITA CONTRASTAR LOS MODELOS TEÓRICOS Y ADQUIRIR EXPERIENCIA EN LOS MÉTODOS DE ANÁLISIS QUÍMICO CUANTITATIVO.


• CLASIFICAR A LAS ESPECIES QUÍMICAS EN BASE A SU INTERACCIÓN CON EL AGUA

• IDENTIFICAR LOS TIPOS DE REACCIONES QUÍMICAS MÁS COMUNES EN SOLUCIÓN ACUOSA

• PREDECIR LA CUANTITATIVIDAD DE UNA REACCIÓN QUÍMICA EN SOLUCIÓN ACUOSA, CONSIDERANDO REACCIONES DE

ÓXIDO-REDUCCIÓN, ÁCIDEZ, PRECIPITACIÓN, O DE COMPLEJACIÓN, Y EVALUAR LAS CONCENTRACIONES DE LAS ESPECIES

QUÍMICAS PRESENTES AL EQUILIBRIO

• SELECCIONAR, EN EL CASO DE MEZCLAS, EL EQUILIBRIO QUÍMICO REPRESENTATIVO Y CON BASE EN ESTE ÚLTIMO, EFECTUAR

CÁLCULOS DE LAS CONCENTRACIONES DE LAS ESPECIES QUÍMICAS PRESENTES.

• PREPARAR LAS DISOLUCIONES MÁS COMUNES EN EL LABORATORIO, TITULAR ESTAS DISOLUCIONES Y CONSTRUIR LA CURVA

DE VALORACIÓN, ASÍ COMO DETERMINAR EL PUNTO DE EQUIVALENCIA POR ALGUNA DE LAS TÉCNICAS INSTRUMENTALES

REVISADAS EN LA PARTE TEÓRICA DEL CURSO.

• SELECCIONAR EL MÉTODO DE VALORACIÓN MÁS FACTIBLE PARA SEGUIR UNA TITULACIÒN VOLUMÉTRICA DE INTERÉS, EN

BASE A LAS CONSTANTES DE SOLUBILIDAD, DE ACIDEZ, A LOS POTENCIALES ELÉCTRICOS Y A LAS CONSTANTES DE

EQUILIBRIO DE COMPLEJACIÓN.

• DEDUCIR, A PARTIR DEL ESTUDIO TEÓRICO-PRÁCTICO DE LAS VALORACIONES QUÍMICAS, LA FACTIBILIDAD DE UTILIZACIÓN

DEL MÉTODO VOLUMÉTRICO DE ANÁLISIS.

• QUÍMICA ANALÍTICA I. ESTUDIO DE LOS SISTEMAS QUÍMICOS DE INTERCAMBIO DE UNA PARTÍCULA EN SOLUCIÓN ACUOSA




1 I. INTRODUCCIÓN. 1.1 IMPORTANCIA DE LA QUÍMICA ANALÍTICA EN LA INGENIERÌA

QUÍMICA 1.2 VINCULACIÒN DE LA QUÍMICA ANALÍTICA CON EL ANÁLISIS

QUÍMICO 1.3 TERMINOLOGÌA GENERAL EN QUÍMICA ANALÍTICA ESPECIES EN SOLUCIÓN ACUOSA Y TIPOS DE REACCIÓN 2.1 ESPECIES QUE EXISTEN EN SOLUCIÓN

2.1.1 INTRODUCCIÓN 2.1.2 CLASIFICACIÓN DE LAS SUSTANCIAS BASÁNDOSE EN SU

INTERACCIÓN CON EL AGUA 2.1.3 SUSTANCIAS POCO SOLUBLES. 2.1.4 DONADORES, RECEPTORES Y ANFOLITOS.

• EXPLICAR Y SUBRAYAR LA IMPORTANCIA DE LA QUÍMICA ANALÍTICA EN INGENIERÍA QUÍMICA.

• EMPLEAR LA TERMINOLOGÍA MÁS GENERAL EN QUÍMICA ANALÍTICA. • CLASIFICAR LAS ESPECIES QUÍMICAS PRESENTES EN DISOLUCIÓN

ACUOSA EN BASE A SU INTERACCIÓN CON EL AGUA.

2 EJERCICIOS IDENTIFICAR ESPECIES QUÍMICAS EN EQUILIBRIOS DONADOR-RECEPTOR

3 2.2 REACCIONES EN SOLUCIÓN ACUOSA 2.2.1 TIPOS DE REACCIÓN SEGÚN LA PARTÍCULA INTERCAMBIADA 2.2.2 CUANTITATIVIDAD DE UNA REACCIÓN QUÍMICA 2.2.3 EJEMPLOS

2.3 PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES Y MÉTODOS INSTRUMENTALES 2.3.1 PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES. EJEMPLOS.

• CLASIFICAR LAS REACCIONES QUÍMICAS EN SOLUCIÓN ACUOSA EN FUNCIÓN DEL TIPO DE PARTÍCULAS INTERCAMBIADAS

• EFECTUAR LOS CÁLCULOS NECESARIOS PARA LA PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES ACUOSAS

4 PRÁCTICA DE LABORATORIO NÚMERO 1 • PREPARAR DISOLUCIONES MOLARES, NORMALES Y MOLALES. 5 2.4 PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LOS MÉTODOS DE POTENCIOMETRÍA.

2.4.1 MODELOS MATEMÁTICOS. 2.4.2 EJEMPLOS Y CÁLCULOS.

2.5 PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LOS MÉTODOS DE pH-METRÍA. 2.5.1 MODELOS MATEMÁTICOS. 2.5.2 EJEMPLOS Y CÁLCULOS.

• EXPLICAR LOS PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LOS MÉTODOS ANALÍTICOS DE POTENCIOMETRÍA E IDENTIFICAR LOS CASOS EN QUE SON APLICABLES.

• CALCULAR CONCENTRACIONES A PARTIR DE DATOS POTENCIOMÉTRICOS • EXPLICAR LOS PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LOS MÉTODOS DE pH-

METRÍA E IDENTIFICAR LOS CASOS EN QUE SON APLICABLES. • CALCULAR CONCENTRACIONES A PARTIR DE DATOS pH-MÉTRICOS.

6 PRÁCTICA DE LABORATORIO NÚMERO 2 MEDIRÁN DIFERENCIA DE POTENCIAL A INTENSIDAD NULA Y pH EN DISOLUCIONES ACUOSAS Y CALCULARÁN A PARTIR DE DICHOS DATOS LAS CONCENTRACIONES DE LAS ESPECIES QUÍMICAS PRESENTES.

7 2.6 PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LOS MÉTODOS DE ESPECTROFOTOMETRÍA. 2.6.1 MODELOS MATEMÁTICOS. 2.6.2 EJEMPLOS Y CÁLCULOS.

2.7 PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LOS MÉTODOS DE CONDUCTIMETRÍA. 2.7.1 MODELOS MATEMÁTICOS. 2.7.2 EJEMPLOS Y CÁLCULOS.

• EXPLICAR LOS PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LOS MÉTODOS ANALÍTICOS ESPECTROFOTOMÉTRICOS E IDENTIFICAR LOS CASOS EN QUE SON APLICABLES.

• CALCULAR CONCENTRACIONES A PARTIR DE DATOS ESPECTROFOTOMÉTRICOS

• EXPLICAR LOS PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LOS MÉTODOS CONDUCTIMÉTRÍCOS E IDENTIFICAR LOS CASOS EN QUE SON APLICABLES.

• CALCULAR CONCENTRACIONES A PARTIR DE DATOS CONDUCTIMÉTRICOS.

8 PRÁCTICA DE LABORATORIO NÚMERO 3 • MEDIR ABSORBANCIA DE LUZ Y CONDUCTIVIDAD DE DISOLUCIONES ACUOSAS.

• DETERMINAR CONCENTRACIÓN DE ESPECIES QUÍMICAS EN DISOLUCIONES ACUOSAS EMPLEANDO MÉTODOS ESPECTROFOTOMÉTRICOS Y CONDUCTIMÉTRICOS.

9 DE PRECIPITACIÓN 3.1 SOLUBILIDAD

3.1.1 SOLUBILIDAD IÓNICA. DEFINICIÓN. CUANTITATIVIDAD 3.1.2 EFECTO DE IÓN COMÚN, 3.1.3 EFECTO DE LA FUERZA IÓNICA 3.1.4 EFECTO DE LA TEMPERATURA. 3.1.5 MEZCLAS.

• ESTABLECER Y APLICAR LA FÓRMULA GENERAL PARA EL CÁLCULO DE LA SOLUBILIDAD IÓNICA

• APLICAR EL PARÁMETRO DE CUANTITATIVIDAD PARA SABER SI UNA REACCIÓN ES O NO CUANTITATIVA

•

10 PRÁCTICA DE LABORATORIO NÚMERO 4 11 3.2 VALORACIONES.

3.2.1 VALORACIONES POR PRECIPITACIÓN. 3.2.2 TABLA DE VARIACIÓN DE CONCENTRACIÓN, CÁLCULOS DE

CONCENTRACIÓN. 3.2.3 CURVAS DE VALORACIÓN SEGUIDAS POR POTENCIOMETRÍA Y

CONDUCTIMETRÍA. 3.2.4 INDICADORES QUÍMICOS.

• TRAZAR CURVAS DE VALORACIÓN TEÓRICAS SEGUIDAS POR POTENCIOMETRÍA Y CONDUCTIMETRÍA

•

12 PRÁCTICA DE LABORATORIO NÚMERO 5 TRAZAR CURVAS DE VALORACIÓN EXPERIMENTALES PARA REACCIONES DE PRECIPITACIÓN SEGUIDAS POR POTENCIOMETRÍAS Y CONDUCTIMETRÍA Y CALCULAR LA CONCENTRACIÓN DE LA ESPECIE VALORADA A PARTIR DEL DATO DEL VOLUMEN DEL PUNTO DE EQUIVALENCIA.

13 3.3 MEZCLAS 3.3.1 MEZCLAS DE CATIONES Y/O ANIONES QUE CONDUCEN A LA

FORMACIÓN DE PRECIPITADOS 3.3.2 CRITERIO DE INICIO DE PRECIPITACIÓN 3.3.3 PRINCIPIOS DE LAS SEPARACIONES POR PRECIPITACIÓN 3.3.4 VALORACIONES

• APLICAR EL CONCEPTO DE ECUACIÓN QUÍMICA REPRESENTATIVA PARA ANALIZAR MEZCLAS EN DONDE SE FORMAN DOS PRECIPITADOS

14 PRÁCTICA DE LABORATORIO NÚMERO 6 • TRAZAR CURVAS DE VALORACIÓN EXPERIMENTALES PARA REACCIONES DE PRECIPITACIÓN DE MEZCLAS QUE CONDUCEN A DOS PRECIPITADOS, SEGUIDAS POR POTENCIOMETRÍAS Y CONDUCTIMETRÍA Y CALCULAR LA CONCENTRACIÓN DE LAS ESPECIES VALORADAS A PARTIR DE LOS DATOS DE LOS VOLÚMENES DE LOS PUNTOS DE EQUIVALENCIA.

15 REACCIONES ÁCIDO-BASE 4.1 ESQUEMA MONOPRÓTICO

4.1.1 ECUACIONES QUÍMICAS INVOLUCRADAS 4.1.2 ECUACIÓN GENERAL DE LA CONCENTRACIÓN DE IONES

HIDRÓGENO Y ECUACIONES APROXIMADAS 4.1.3 CÁCULOS DE pH 4.1.4 VALORACIONES. ALGUNOS CASOS SIMPLES. ECUACIONES

QUÍMICAS INVOLUCRADAS. CUANTITATIVIDAD Y PARÁMETRO DE CUANTITATIVIDAD.

4.1.5 CURVAS DE VALORACIÓN SEGUIDAS POR pH-METRÍA (Y CONDUCTIMETRÍA)

• APLICAR LA LA FÓRMULA GENERAL PARA EL CÁLCULO DEL pH DE SISTEMAS MONOPRÓTICOS.

• APLICAR EL PARÁMETRO DE CUANTITATIVIDAD PARA SABER SI LAS REACCIONES ÁCIDO-BASE MÁS COMUNES SON O NO CUANTITATIVAS.

• TRAZAR ALGUNAS CURVAS DE VALORACIÓN TEÓRICAS PARA SISTEMAS MONOPRÓTICOS SEGUIDAS POR POTENCIOMETRÍA O CONDUCTIMETRÍA

• SELECCIONAR EN FORMA TEÓRICA LOS INDICADORES QUÍMICOS ÁCIDO-BASE QUE PERMITAN VISUALIZAR EL PUNTO DE EQUIVALENCIA CON UNA PRECISIÓN PREVIAMENTE DEFINIDA.

16 PRÁCTICA DE LABORATORIO NÚMERO 7 • TRAZAR CURVAS DE VALORACIÓN EXPERIMENTALES PARA SISTEMAS MONOPRÓTICOS SEGUIDAS POR POTENCIOMETRÍA Y CONDUCTIMETRÍA.

• CALCULAR LA CONCENTRACIÓN DE LA ESPECIE VALORADA EXPERIMENTALMENTE A PARTIR DEL VOLUMEN DEL PUNTO DE EQUIVALENCIA Y APLICAR INDICADORES QUÍMICOS APROPIADOS PARA ESTAS VALORACIONES.

17 4.2 ESQUEMA DIPRÓTICO Y TRIPRÓTICO. 4.2.1 ECUACIÓN GENERAL DE LA CONCENTRACIÓN DE IONES

HIDRÓGENO Y ECUACIONES APROXIMADAS. 4.2.2 CÁLCULOS DE pH EN SISTEMAS DIPRÓTICOS Y TRIPRÓTICOS 4.2.3 VALORACIONES VOLUMÉTRICAS. ECUACIÓN GENERAL DE LA

VALORACIÓN: V = F ([H+]) 4.2.4 CURVAS DE VALORACIÓN SEGUIDAS POR pH-METRÍA 4.2.5 APLICACIÓN DE INDICADORES QUÍMICOS.

• APLICAR LA LA FÓRMULA GENERAL PARA EL CÁLCULO DEL PH DE SISTEMAS DIPRÓTICOS Y TRIPRÓTICOS.

• APLICAR EL PARÁMETRO DE CUANTITATIVIDAD PARA SABER SI LAS REACCIONES ÁCIDO-BASE MÁS COMUNES SON O NO CUANTITATIVAS.

• TRAZAR ALGUNAS CURVAS DE VALORACIÓN TEÓRICAS PARA SISTEMAS MULTIPRÓTICOS SEGUIDAS POR POTENCIOMETRÍA O CONDUCTIMETRÍA

• SELECCIONAR EN FORMA TEÓRICA LOS INDICADORES QUÍMICOS ÁCIDO-BASE QUE PERMITAN VISUALIZAR LOS PUNTOS DE EQUIVALENCIA CONSECUTIVOS CON UNA PRECISIÓN PREVIAMENTE DEFINIDA.

18 PRÁCTICA DE LABORATORIO NÚMERO 8 • TRAZAR CURVAS DE VALORACIÓN EXPERIMENTALES PARA SISTEMAS MULTIPRÓTICOS SEGUIDAS POR POTENCIOMETRÍA Y CONDUCTIMETRÍA.

• CALCULAR LA CONCENTRACIÓN DE LA ESPECIE VALORADA EXPERIMENTALMENTE A PARTIR DE LOS VOLÚMENES DE LOS PUNTOS DE EQUIVALENCIA Y APLICAR INDICADORES QUÍMICOS APROPIADOS PARA ESTAS VALORACIONES.

19 4.3 MEZCLAS ÁCIDO-BASE 4.3.1 USO DE LA ESCALA DE pH PARA LA PREDICCIÓN DE REACCIONES. 4.3.2 ECUACIONES QUÍMICAS INVOLUCRADAS Y ECUACIÓN QUÍMICA

REPRESENTATIVA 4.3.3 ESTUDIO DE ALGUNOS CASOS SIMPLES 4.3.4 CÁLCULOS APROXIMADOS DE pH 4.3.5 VALORACIONES DE MEZCLAS. ECUACIONES QUÍMICAS

INVOLUCRADAS 4.3.6 CUANTITATIVIDAD Y PARÁMETRO DE CUANTITATIVIDAD 4.3.7 CURVA DE VALORACIÓN SEGUIDA POR pH-METRÍA 4.3.8 APLICACIÓN DE INDICADORES QUÍMICOS.

• APLICAR LAS ECUACIONES GENERALES DE VALORACIÓN V = F ([H+]) PARA OBTENER CURVAS DE VALORACIÓN DE MEZCLAS Y CALCULAR LAS CONCENTRACIONES DE LAS ESPECIES VALORADAS A PARTIR DE LOS VOLÚMENES DE LOS PUNTOS DE EQUIVALENCIA.

20 PRÁCTICA DE LABORATORIO NÚMERO 9 • TRAZAR CURVAS DE VALORACIÓN EXPERIMENTALES PARA MEZCLAS DE ESPECIES ÁCIDO-BASE .

• CALCULAR LA CONCENTRACIÓN DE LAS ESPECIES ÁCIDO-BASE DE UNA MEZCLA, VALORADAS EXPERIMENTALMENTE A PARTIR DE LOS VOLÚMENES DE LOS PUNTOS DE EQUIVALENCIA Y APLICAR INDICADORES QUÍMICOS APROPIADOS PARA ESTAS VALORACIONES.

21 DE COMPLEJACIÓN. 5.1 COMPLEJACIÓN 5.1.1 ESQUEMA BÁSICO DE LAS REACCIONES DE COMPLEJACIÓN:

M + nL = MLn 5.1.2 CUANTITATIVIDAD Y PARÁMETRO DE CUANTITATIVIDAD 5.1.3 CÁLCULO DE LA CONCENTRACIÓN AL EQUILIBRIO DE LAS

ESPECIES EN SOLUCIÓN. 5.1.4 VALORACIONES SEGUIDAS POR ESPECTROFOTOMETRÍA CUANDO

SOLO UNA ESPECIE QUÍMICA ABSORBE LUZ Y CUANDO DOS ESPECIES ABSORBEN.

• EXPLICAR EL ESQUEMA BÁSICO DE LAS REACCIONES DE COMPLEJACIÓN

• APLICAR EL PARÁMETRO DE CUANTITATIVIDAD PARA SABER SI LAS REACCIONES DE COMPLEJACIÓN MÁS COMUNES SON O NO CUANTITATIVAS.

• TRAZAR ALGUNAS CURVAS DE VALORACIÓN TEÓRICAS PARA REACCIONES DE COMPLEJACIÓN, SEGUIDAS POR ESPECTROFOTOMETRÍA CUANDO ABSORBE UNA SOLA ESPECIE QUÍMICA Y CUANDO ABSORBEN DOS

22 PRÁCTICA DE LABORATORIO NÚMERO 10 • TRAZAR CURVAS DE VALORACIÓN EXPERIMENTALES PARA REACCIONES DE COMPLEJACIÓN SEGUIDAS POR ESPECTROFOTOMETRÍA Y CALCULAR LA CONCENTRACIÓN DE LA ESPECIE VALORADA A PARTIR DEL VOLUMEN DEL PUNTO DE EQUIVALENCIA

23 5.2 COMPLEJACIÓN EN MEZCLAS 5.2.1 DIAGRAMAS DE DISTRIBUCIÓN DE ESPECIES Y SU UTILIDAD EN

EL ESTABLECIMIENTO DE LA ECUACIÓN QUÍMICA REPRESENTATIVA

5.2.2 CÁLCULO DE LAS CONCENTRACIONES AL EQUILIBRIO DE TODAS LAS ESPECIES.

5.2.3 VALORACIONES

• TRAZAR CURVAS DE VALORACIÓN TEÓRICAS Y DIAGRAMAS DE DISTRIBUCIÓN PARA SISTEMAS DE COMPLEJACIÓN DE MEZCLAS, Y PREDECIR LOS VOLÚMENES DE LOS PUNTOS DE EQUIVALENCIA.

24 PRÁCTICA DE LABORATORIO NÚMERO 11 • TRAZAR CURVAS DE VALORACIÓN EXPERIMENTALES PARA REACCIONES DE COMPLEJACIÓN DE MEZCLAS SEGUIDAS POR ESPECTROFOTOMETRÍA Y CALCULAR LA CONCENTRACIÓN DE LAS ESPECIES VALORADAS A PARTIR DE LOS VOLÚMENES DE LOS PUNTOS DE EQUIVALENCIA.

25 REACCIONES DE ÓXIDO-REDUCCIÓN. 6.1 ECUACIONES QUÍMICAS PARA LAS REACCIONES DE ÓXIDO-REDUCCIÓN

6.1.1 LA ESCALA DE POTENCIAL (DIFERENCIA DE POTENCIAL ELÉCTRICO) UTILIZADA PARA LA PREDICIÓN DE REACCIONES Y CÁLCULO DE LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO DE REACCIÓN A PARTIR DE LOS POTENCIALES NORMALES.

6.1.2 TIPOS DE ECUACIONES QUÍMICAS INVOLUCRADAS. 6.1.3 CUANTITATIVIDAD Y PARÁMETROS DE CUANTITATIVIDAD

6.2 VALORACIONES REDOX 6.2.1 VALORACIONES DE UN REDUCTOR ( O UN OXIDANTE) POR UN

OXIDANTE (O UN REDUCTOR) 6.2.2 TABLA DE VARIACIÓN DE CONCENTRACIONES 6.2.3 CÁLCULO DE CONCENTRACIONES. 6.2.4 CURVAS DE VALORACIÓN SEGUIDAS POTENCIOMÉTRICAMENTE

• PREDECIR LAS REACCIONES DE ÓXIDO-REDUCCIÓN AL UTILIZAR LOS VALORES DE LOS POTENCIALES NORMALES DE LOS PARES REDOX INVOLUCRADOS

• CALCULAR LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO DE UNA REACCIÓN REDOX A PARTIR DE LOS POTENCIALES NORMALES DE LOS PARES INVOLUCRADOS

• APLICAR EL PARÁMETRO DE CUANTITATIVIDAD PARA SABER SI UNA REACCIÓN REDOX ES O NO CUANTITATIVA.

•

26 PRÁCTICA DE LABORATORIO NÚMERO 13 • TRAZAR CURVAS DE VALORACIÓN EXPERIMENTALES PARA DIFERENTES TIPOS DE REACCIONES REDOX Y DETERMINAR LAS CONCENTRACIONES DE LAS ESPECIES EN FUNCIÓN DE LOS VOLÚMENES DE LOS PUNTOS DE EQUIVALENCIA.

27 6.3 VALORACIONES REDOX DE MEZCLAS DE ESPECIES OXIDANTES O REDUCTORAS

6.3.1 TABLA DE VARIACIÓN DE CONCENTRACIONES 6.3.2 CÁLCULO DE CONCENTRACIONES. 6.3.3 CURVAS DE VALORACIÓN SEGUIDAS POTENCIOMÉTRICAMENTE

• TRAZAR CURVAS DE VALORACIÓN TEÓRICAS DE MEZCLAS REDOX Y PREDECIR EL VOLUMEN DE LOS PUNTOS DE EQUIVALENCIA

28 PRÁCTICA DE LABORATORIO NÚMERO 15 • TRAZAR CURVAS DE VALORACIÓN EXPERIMENTALES PARA MEZCLAS DE ESPECIES REDOX Y DETERMINAR LAS CONCENTRACIONES DE DICHAS ESPECIES EN FUNCIÓN DE LOS VOLÚMENES DE LOS PUNTOS DE EQUIVALENCIA.

29 PROYECTO PROYECTO 30 PROYECTO PROYECTO 31 PROYECTO PROYECTO 32 PROYECTO PROYECTO

PRÁCTICAS DE LABORATORIO:

SE PRETENDE MOTIVAR AL ESTUDIANTE EN LA REALIZACIÓN DEL TRABAJO EXPERIMENTAL BAJO LA BASE DE UN PROGRAMA DE LABORATORIO CON UN CONJUNTO DE PRÁCTICAS PREESTABLECIDAS, PARA QUE DESPUÉS DE REALIZADAS, EL ESTUDIANTE SELECCIONE UN PROYECTO QUE LE PERMITA APLICAR SU CRITERIO PARA PROPONER UNA SOLUCIÓN A UN PROBLEMA ESPECÍFICO DE ANÁLISIS QUÍMICO CUANTITATIVO, BAJO LA GUÍA DEL PROFESOR DE LABORATORIO (DE ACUERDO AL ENFOQUE DE LA CARRERA). ESTE TIPO DE TRABAJO SE PLANTEA DE TAL FORMA QUE EL ESTUDIANTE PUEDA OBTENER UNA VISIÓN DE CONJUNTO DE LA S DIFERENTES PARTES DE L CURSO.

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA: SE EMPLEARÁN LAS SIGUIENTES TÉCNICAS DIDÁCTICAS: • EXPOSICIÓN ORAL DEL PROFESOR • RESOLUCIÓN DE EJERCICICIOS ASESORADOS POR EL PROFESOR • SEMINARIOS • PROGRAMAS COMPUTACIONALES COMO UNA TÉCNICA AUXILIAR DE LA ENSEÑANZA • PRESENTACIÓN DE MATERIAL AUDIOVISUAL PARA AUMENTAR LA COMPRENSIÓN E INTERÉS A CERCA DE ALGUNOS CAPÍTULOS • LAS ACTIVIDADES EXPERIMENTALES SE DESARROLLARÁN, DEPENDIENDO DE LA NATURALEZA DE ESTAS, EN FORMA INDIVIDUAL, EN PEQUEÑOS GRUPOS DE

TRABAJO O DE MANERA DEMOSTRATIVA.

MÉTODO DE EVALUACIÓN:

SE REALIZARÁN POR LO MENOS TRES EXÁMENES PARCIALES QUE DEBEN CONTEMPLAR: • ANÁLISIS DEDUCTIVO A NIVEL RAZONABLE • OBTENCIÓN DE RESULTADOS NUMÉRICOS MEDIANTE EL USO DE TABLAS, GRÁFICAS Y ECUACIONES SE SUGIERE QUE PARA LA EVALUACIÓN FINAL DEL CURSO, LA PARTE CONCEPTUAL Y DE EJERCICIOS TENGA UNA PONDERACIÓN DEL 50% MIENTRAS QUE EL LABORATORIO CONTABILICE PARA EL OTRO 50%.


SERIACIÓN POR BLOQUES. EL ALUMNO DEBE HABER APROBADO POR LO MENOS EL 80% DE LAS ASIGNATURAS DE LOS 3 PRIMEROS SEMESTRES.

PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: PROFESIONALES DE LA QUÍMICA (QUÍMICOS, INGENIEROS QUÍMICOS O QUÍMICO FARMACOBIÓLOGOS), PREFERENTEMENTE CON POSGRADO EN QUÍMICA ANALÍTICA.

BIBLIOGRAFÍA: BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: PÉREZ ARÉVALO, J.F.; CARBAJAL ARENAS, M.E. ESQUEMA BIDONADOR. FESC UNAM, 1997 PÉREZ ARÉVALO, J.F.; CARBAJAL ARENAS, M.E. ESQUEMA MONOPRÓTICO. FESC UNAM, 1996 PÉREZ ARÉVALO, J.F.; CARBAJAL ARENAS, M.E. ESTUDIO DE SISTEMAS QUE CUMPLEN CON UN ESQUEMA MONODONADOR AP/A/P. FESC UNAM, 1996 PÉREZ ARÉVALO, J.F.; CARBAJAL ARENAS, M.E. EQUILIBRIOS DE SOLUBILIDAD Y PRECIPITACIÓN FESC UNAM, 1996 ROJAS-HERNÁNDEZ, A; PÉREZ-ARÉVALO, J. F. VALORACIONES FESC-UNAM. MÉXICO, 1995 GORDUS, A.A. QUÍMICA ANALÍTICA ED. McGRAW HILL. MÉXICO, 1991 HARRIS, D. C. ANÁLISIS QUÍMICO CUANTITATIVO GRUPO EDITORIAL IBEROAMÉRICA. MÉXICO, 1991 SKOOG, DOUGLAS; WEST, DONALD & HOLLER, JAMES.

FUNDAMENTOS DE QUÍMICA ANALÍTICA. REVERTÉ. BARCELONA, ESPAÑA, 2001 BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: RUBINSON, JUDITH FAYE & RUBINSON, KENNETH A. QUÍMICA ANALÍTICA CONTEMPORÁNEA. PEARSON EDUCATION. MÉXICO, 1999 BURRIEL, MARTÍ; LUCENA CONDE; ARRIBAS JIMENA; HERNÁNDEZ MENDEZ. QUÍMICA ANALÍTICA CUALITATIVA. THOMSON LEARNING. MÉXICO, 2001 AYRES, GILBERT H. ANÁLISIS QUÍMICO CUANTITATIVO. OXFORD UNIVERSITY PRESS. MÉXICO, 1968


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DEESTUDIO DE LA ASIGNATURA: ELECTROQUÍMICA Y CORROSIÓN. DEL CUARTO SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 5 (3 TEÓRICAS/2 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 8 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA. SECCIÓN DE FISICOQUÍMICA CAMPO : PROFESIONAL. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO-PRÁCTICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA ASIGNATURA PRECEDENTE : NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN.

EL ESTUDIO DE LAS REACCIONES DE ÓXIDO-REDUCCIÓN EN SOLUCIÓN ACUOSA TIENE MUCHAS APLICACIONES PRÁCTICAS EN LA QUÍMICA ANALÍTICA, EN LA INGENIERÍA ELECTROQUÍMICA Y EN LA PROTECCIÓN ANTICORROSIVA. EN EL ANÁLISIS DE LA DINÁMICA ASOCIADA A UNA REACCIÓN ELECTROQUÍMICA INTERVIENEN VARIAS DISCIPLINAS.

LOS CONCEPTOS TERMODINÁMICOS DE EQUILIBRIO QUÍMICO SON IMPORTANTES PARA DETERMINAR, A PARTIR DE LA ECUACIÓN DE NERNST, LA CONCENTRACIÓN DE LAS ESPECIES EN ESTADO ESTACIONARIO; LOS FENÓMENOS DE TRANSPORTE AYUDAN A INTERPRETAR LOS PROCESOS DE DIFUSIÓN QUE OCURREN EN EL SENO DE LA SOLUCIÓN. LA LEY DE COULOMB FUNDAMENTA LOS PROCESOS DE MOVILIDAD IÓNICA QUE TIENE LUGAR. LA CINÉTICA QUÍMICA (ESTUDIADA FENOMENOLÓGICAMENTE EN EL LABORATORIO DE CIENCIA BÁSICA II) AYUDA A COMPRENDER LOS SOBREPOTENCIALES ELECTRÓDICOS QUE SE PRESENTAN EN REACCIONES LENTAS.

EN ESTE CURSO DE ELECTROQUÍMICA Y CORROSIÓN SE DA UNA DESCRIPCIÓN DE LA FENOMENOLOGÍA DE LOS PROCESOS FÍSICOS Y

QUÍMICOS QUE OCURREN EN CELDAS ELECTROLÍTICAS. SE DESCRIBEN: LOS CAMBIOS TERMODINÁMICOS DURANTE LA DISOCIACIÓN DE LOS IONES POR EFECTO DE SOLVATACIÓN; EL TRANSPORTE DE LOS IONES EN SOLUCIÓN, POR DIFUSIÓN MOLECULAR Y POR MIGRACIÓN COULOMBIANA; LA MORFOLOGÍA DE LA DOBLE CAPA DE HELMHOLTZ; EL INTERCAMBIO DE MATERIA Y ELECTRONES EN LA INTERFASE ELECTRÓDICA; Y EL FENÓMENO GLOBAL DE CORROSIÓN.

TAMBIÉN SE DESCRIBEN ALGUNAS APLICACIONES TECNOLÓGICAS DE LA ELECTROQUÍMICA, TALES COMO: LOS FUNDAMENTOS DEL

DISEÑO DE CELDAS ELECTROLÍTICAS PARA PROCESOS DE ELECTRODEPOSICIÓN, ELECTRÓLISIS Y GALVANIZACIÓN; LOS DIFERENTES MÉTODOS, FÍSICOS, QUÍMICOS Y BIOLÓGICOS, DE PROTECCIÓN ANTICORROSIVA; LOS FUNDAMENTOS DEL DISEÑO DE PILAS DE COMBUSTIÓN. SE DA UNA INTRODUCCIÓN A ALGUNOS TEMAS QUE SE ESTUDIARAN CON MAYOR PROFUNDIDAD EN CURSOS POSTERIORES, COMO LA CONSTRUCCIÓN E INTERPREATACIÓN DE LOS DIAGRAMAS DE POURBAIX, COMO ALTERNATIVA QUÍMICA DE PROTECCIÓN ANTICORROSIVA.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO. AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE:

EXPLICAR LOS FENÓMENOS QUE SUCEDEN COMO CONSECUENCIA DE LA INTERACCIÓN ENTRE LA CORRIENTE ELÉCTRICA Y LOS SISTEMAS QUÍMICOS, DISCUTIENDO LOS PROCESOS DE DISOCIACIÓN Y MIGRACIÓN IÓNICA, SEMIRREACCIONES ELECTROQUÍMICAS EN LOS ELECTRODOS Y DIFUSIÓN MOLECULAR DE LAS ESPECIES A TRAVÉS DE LAS SOLUCIONES ELECTROLÍTICAS, ADEMÁS DE DESCRIBIR LAS APLICACIONES TECNOLÓGICAS DE LA ELECTROQUÍMICA EN EL DISEÑO DE PROCESOS DE ELECTRODEPOSICIÓN, GALVANIZACIÓN, ELECTRÓLISIS Y PROTECCIÓN ANTICORROSIVA.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS. AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE:

ESCRIBIR LOS MODELOS MATEMÁTICOS QUE CARACTERIZAN CADA UNO DE LOS FENÓMENOS DE MIGRACIÓN IÓNICA QUE OCURREN EN EL INTERIOR DE SOLUCIONES ELECTROLÍTICAS, EXPLICANDO EL SIGNIFICADO DE CADA TÉRMINO DE DICHOS MODELOS MATEMÁTICOS.

EXPLICAR LA FENOMENOLOGÍA DE LAS SEMIRREACCIONES ELECTROQUÍMICAS QUE TIENEN LUGAR EN EL INTERIOR DE LA DOBLE

CAPA DE HELMHOLTZ Y ESCRIBIR LOS MODELOS MATEMÁTICOS DIFUSIONALES QUE SE UTILIZAN PARA SU CARACTERIZACIÓN.

UTILIZAR LAS LEYES DE FARADAY DE LA ELECTROQUÍMICA Y LAS ECUACIONES DE BALANCE CORRESPONDIENTES PARA CALCULAR LA VELOCIDAD DE LOS PROCESOS DE ELECTRÓLISIS Y ELECTRODEPOSICIÓN.

EXPLICAR LOS FENÓMENOS DE CORROSIÓN, LAS ECUACIONES CON LAS QUE SE PUEDE PREDECIR LA VELOCIDAD DE CORROSIÓN Y

LOS MÉTODOS FÍSICOS, QUÍMICOS Y BIOLÓGICOS DE PROTECCIÓN ANTICORROSIVA.

SELECCIONAR LAS REACCIONES ADECUADAS PARA CONSTRUIR FUENTES ELECTROQUÍMICAS DE CORRIENTE.

P R O G R A M A : No. de sesión TEMA: No. de

sesión TEMA

1 UNIDAD I. OBJETIVO Y ÁMBITO DE LA ELECTROQUÍMICA. 1.9 ASPECTOS HISTÓRICOS 1.9.1 PROCESOS ELECTROQUÍMICOS TRADICIONALES 1.9.2 ESTADO ACTUAL DE LA TECNOLOGÍA ELECTROQUÍMICA

17* 3.3 TEORÍA DEL pH . DETERMINACIÓN ELECTROQUÍMICA 3.4 DIAGRAMAS DE POURBAIX * ESTOS TEMAS SE ANALIZAN CON MAYOR PROFUNDIDAD EN EL CURSO DE QUÍMICA ANALÍTICA II DEL SIGUIENTE SEMESTRE.

2 INTRODUCCIÓN AL LABORATORIO DE ELECTROQUÍMICA Y CORROSIÓN. 18 PRÁCTICA 6. CONSTRUCCIÓN DE DIAGRAMAS DE POURBAIX 3 UNIDAD II. DISOCIACIÓN ELECTROLÍTICA Y TRANSPORTE IÓNICO.

2.1 CONCEPTOS BÁSICOS DE ELECTRICIDAD. 2.2 CONDUCTIVIDAD EN SOLUCIONES. CONDUCTIVIDAD ESPECÍFICA Y

CONDUCTIVIDAD EQUIVALENTE 2.3 TEORÍA DE DEBYE-HUCKEL Y SU INTERPRETACIÓN ACTUAL

19 3.5 PILAS GALVÁNICAS. PILAS DE REFERENCIA 3.6 POLARIZACIÓN DE UN ELECTRODO. MEDICIÓN DEL GRADO DE POLARIZACIÓN

DE LOS ELECTRODOS.

4 PRÁCTICA 1. LEYES DE FARADAY DE LA ELECTRÓLISIS 20 PRÁCTICA 7. CELDAS ELECTROQUÍMICAS. 5 2.4 PROCESOS ELECTROLÍTICOS. BAJO CORRIENTE ALTERNA Y BAJO

CORRIENTE DIRECTA. 2.5 RELACIÓN ENTRE LA CONDUCTIVIDA Y LA VELOCXIDAD IÓNICA EN

UNA SOLUCIÓN.

21 UNIDAD IV. PROCESOS ELECTROLÍTICOS EN SOLUCIONES Y SALES FUNDIDAS

6 PRÁCTICA 2. VARIACIÓN DE LA CONDUCTIVIDAD CON LA TEMPERATURA. 22 REOLUCIÓN DE PROBLEMAS RELACIONADOS A PILAS GALVÁNICAS Y PROCESOS ELECTROLÍTICOS.

7 2.6 RELACIÓN ENTRE CONDUCTIVIDAD EQUIVALENTE Y CONCENTRACIÓN. DIFERENTES MODELOS: KOHLRAUSCH, OSSENGER, SCHEDLOVSKY, PARSONS Y VILLARREAL

23 UNIDAD V. ELECTRODEPOSICIÓN. RECUBRIMIENTOS ELECTROLÍTICOS.

8 PRÁCTICA 3. MÉTODOS EXPERIMENTALES PARA MEDIR LA CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA EN SOLUCIONES.

24 PRÁCTICA 8 ELECTRODEPOSICIÓN.

9 2.7 APLICACIONES DE LA CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA: TITULACIONES CONDUCTIMÉTRICAS Y OTRAS APLICACIONES INDUSTRIALES

2.8 NÚMERO DE TRANSPORTE. DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL.

25 UNIDAD VI. TEORÍA DE LOS PROCESOS CORROSIVOS 6.1 GENERALIDADES SOBRE CORROSIÓN 6.2 PILAS INTERNAS Y EXTERNAS DE CORROSIÓN 6.3 GRADO DE POLARIZACIÓN MEDIA 6.4 CURVAS POTENCIOSTÁTICAS

10 PRÁCTICA 4. TITULACIÓN CINÉTICA SEGUIDA POR CONDUCTIMETRÍA. 26 RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS RELACIONADOS A CORROSIÓN. 11 UNIDAD III. FENÓMENOS DE ÓXIDO-REDUCCIÓN.

3.1 GENERALIDADES A CERCA DEL FENÓMENO DE ÓXIDO REDUCCIÓN. EQUILIBRIO METAL/IONES. ECUACIÓN DE NERNST

27 UNIDAD VII. METODOLOGÍA ELECTROQUÍMICA ANTICORROSIVA 7.1 TÉCNICAS ANTICORROSIVAS: PINTURAS Y RECUBRIMIENTOS METÁLICOS,

PROTECCIÓN CATÓDICA, INHIBIDORES, PASIVACIÓN, ETC.

12 PRÁCTICA 5. DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DEL NÚMERO DE TRANSPORTE.

28 PROYECCIÓN DE UN FILM ACERCA DE CORROSIÓN Y TÉCNICAS ANTICORROSIVAS. DISCUSIÓN POSTERIOR O ENTREGA DE REPORTE.

13 3.2 ESTUDIO DE UN ELECTRODO. DOBLE CAPA DE HELMHOLTZ Y OTROS MODELOS.

29 7.2 EJERCICIOS DE CÁLCULO A CERCA DE SISTEMAS ANTICORROSIVOS.

14 RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS RELACIONADOS CON LA DOBLE CAPA DE HELMHOLTZ

30 PRÁCTICA 9 CORROSIÓN. PROTECCIÓN CATÓDICA

15 3.7 CÁLCULO DE LOS POTENCIALES ESTÁNDAR DE ÓXIDO-REDUCCIÓN 3.8 ELECTRODOS DE REFERENCIA. 3.9 CELDAS DE CONCENTRACIÓN CON Y SIN TRANSPORTE. 3.10 ANÁLISIS TERMODINÁMICO DE UNA CELDA DE CONCENTRACIÓN

31 UNIDAD VIII. FUENTES ELECTROQUÍMICAS DE CORRIENTE. 8.1 PILAS PRIMARIAS Y PILAS SECUNDARIAS 8.2 CURVAS DE CARGA Y DESCARGA DE ACUMULADORES 8.3 PILAS DE COMBUSTIÓN.

16 RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS RELACIONADOS A CELDAS DE CONCENTRACIÓN.

32 RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS RELACIONADOS CON FUENTES ELECTROQUÍMICAS DE CORRIENTE.


EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN DE LOS TEMAS DEL CURSO. USO DE MATERIAL AUDIOVISUAL. CONSTRUCCIÓN Y EJECUCIÓN DE ALGORITMOS COMPUTACIONALES

DURANTE LAS SESIONES DE LABORATORIO. RESOLUCIÓN DE CUESTIONARIOS Y PROBLEMAS PLANTEADOS EN LOS

LIBROS DE TEXTO. PRÁCTICAS DE LABORATORIO Y TALLER DE RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS.

EVALUACIÓN: SE RECOMIENDAN 3 EXÁMENES PARCIALES. 2 EXÁMENES FINALES. SE RECOMIENDA QUE EN LA EVALUACIÓN FINAL DEL CURSO SE PONDERE A LA TEORÍA CON UN 60% Y AL TRABAJO DE LABORATORI CON UN 40%. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: SERIACIÓN POR BLOQUES. EL ALUMNO DEBE HABER APROBADO POR LO MENOS EL 80% DE LAS ASIGNATURAS DE LOS 3 PRIMEROS SEMESTRES. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: PROFESIONALES DE LA QUÍMICA CON CONOCIMIENTOS DE ELECTROQUÍMICA.

BIBLIOGRAFÍA

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: HAMANN, CARL H.; HAMNETT, ANDREW & VIELSTICH, W. ELECTROCHEMISTRY WILEY VCH. VERLAG. GERMANY, 1998 BRETT, CHRISTOPHER & BRETT, ANA MARÍA OLIVEIRA ELECTROCHEMISTRY. PRINCIPLES, METHODS AND APPLICATIONS. OXFORD SCIENCE PUB. OXFORD, 1993. ROUSAR, I; MICKA, K; KIMLA, A ELECTROCHEMICAL ENGINEERING. ELSEVIER. CZECHOSLOVAK, 1986 ISMAIL, M.I. ELECTROCHEMICAL REACTORS. ELSEVIER. AMSTERDAM. 1989 FLORIAN, MANSFELD. CORROSION MECHANISMS MARCEL DECKER. NEW YORK, 1987. UHLIG, HERBERT CORROSIÓN Y CONTROL DE LA CORROSIÓN. URMO. BILBAO, ESPAÑA, 1979 SUZUKI, ICHIRO. CORROSION RESITANT COATINGS TECHNOLOGY MARCEL DECKER INC. NEW YORK, 1989 SCHWEITZER, PHILLIP E. CORROSION RESISTANT PIPING SYSTEMS. MARCEL DECKER INC. NEW YORK, 1994 SCHWEITZER, PHILLIP E. CORROSION PROTECTION HANDBOOK. MARCEL DECKER INC. NEW YORK, 1992 SCHWEITZER, PHILLIP E. CORROSION

MARCEL DECKER INC. NEW YORK, 1987 MILAZZO ELECTROCHEMISTRY. ELSEVIER AMSTERDAM, 1975 DENARO ELEMENTARY ELECTROCHEMISTRY BUTTERWORTHS. LONDON, 1991 BOCKRIS Y REDDY ELECTROQUÍMICA MODERNA REVERTÉ. BARCELONA, 1979 COEURET, F. INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA ELECTROQUÍMICA. REVERTÉ. BARCELONA, 1995 ROBBINS, J. IONES EN SOLUCIÓN. INTRODUCCIÓN A LA ELECTROQUÍMICA. ED. EL MANUAL MODERNO. MÉXICO, 1978 McINNES, D. THE PRINCIPLES OF ELECTROCHEMISTRY DOVER PUBLICATIONS. NEW YORK, 1991 VILLAREAL, E. ELEMENTOS DE ELECTROQUÍMICA FORMATIVA LIMUSA WILEY. MÉXICO, 1970

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: DOLE PRINCIPIOS DE ELECTROQUÍMICA ALHAMBRA. ESPAÑA, 1992 VILLAREAL, E. FUENTES ELECTROQUÍMICAS DE CORRIENTE LIMUSA-WILEY. MÉXICO, 1971 SCHWEITZER, PHILLIP E. CORROSION RESISTANT OF ELASTOMERS MARCEL DECKER INC. NEW YORK, 1994


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: LABORATORIO EXPERIMENTAL MULTIDISCIPLINARIO II DEL CUARTO SEMESTRE DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 3 (3 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 3 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA. SECCIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA CAMPO : PROFESIONAL. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO-PRÁCTICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA ASIGNATURA PRECEDENTE : NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN.

LA ECUACIÓN DE BALANCE DE ENERGÍA MECÁNICA CON LA QUE SE CALCULA LA ENERGÍA NECESARIA PARA EL TRANSPORTE DE

FLUIDOS A TRAVÉS DE REDES DE FLUJO, SE DEBE ALTRABAJO TEÓRICO DE DANIEL BERNOULLI EN EL SIGLO XVIII, SOBRE FLUJOS IDEALES SIN FRICCIÓN. A FINALES DEL SIGLO XIX, ELINGENIERO NÁUTICO BRITÁNICO, OSBORNE REYNOLDS INICIÓ EL DESARROLLO DEL ESTUDIO DE LA MECÁNICA DE LOS FLUJOS TURBULENTOS. UNOS CUANTOS AÑOS MÁS TARDE EDGAR BUCKINGHAM PROMOVIÓ EL USO DEL ANÁLISIS DIMENSIONAL Y LAS TÉCNICAS DE SEMEJANZA DINÁMICA Y GEOMÉTRICA, QUE PERMITIERON A DARCY Y MOODY OBTENER UN MÉTODO UNIVERSAL PARA CALCULAR LAS PÉRDIDAS POR FRICCIÓN EN TUBERÍAS Y ACCESORIOS, Y AÑADIR DICHAS PÉRDIDAS A LA ECUACIÓN DE BERNOULLI. SIENDO POSIBLE, A PARTIR DE ENTONCES, EL DISEÑO DE REDES DE FLUJO PARA TODO TIPO DE FLUIDO: LAMINAR O TURBULENTO, COMPRESIBLE O INCOMPRESIBLE, NEWTONIANO O NO NEWTONIANO.

EL FLUJO DE FLUIDOS ES UNA DE LAS OPERACIONES UNITARIAS QUE SE UTILIZA CON MAYOR FRECUENCIA EN LAS INDUSTRIAS

QUÍMICAS. ES IMPORTANTE QUE EL ESTUDIANTE DE INGENIERÍA QUÍMICA TENGA UN CONOCIMIENTO TEÓRICO-PRÁCTICO DE LA DINÁMICA DE FLUIDOS Y DE LOS MÉTODOS PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE REDES DE FLUJO.

EN ESTE CURSO DE LABORATORIO EXPERIMENTAL MULTIDISCIPLINARIO EL ESTUDIANTE TENDRÁ LA OPORTUNIDAD DE APLICAR

SUS CONOCIMIENTOS TEÓRICOS EN EL DIMENSIONAMIENTO DE REDES DE FLUJO QUE EL MISMO PODRÁ OPERAR, PARA ADQUIRIR EXPERIENCIA EN LA UTILIZACIÓN DE INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DE FLUJO VOLUMÉTRICO Y VELOCIDAD PUNTUAL, ASÍ COMO EN EL FUNCIONAMIENTO DE EUIPOS MOTRICES PARA EL TRANSPORTE DE FLUIDOS.


AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE:

UTILIZAR LOS CONOCIMIENTOS TEÓRICOS APRENDIDOS EN LA MATERIA DE FLUJO DE FLUIDOS QUE CURSA SIMULTÁNEAMENTE, PARA CARACTERIZAR EL FLUJO DE FLUIDOS A TRAVÉS DE TUBERÍAS Y ACCESORIOS, DETERMINANDO EXPERIMENTALMENTE CAÍDAS DE PRESIÓN, FLUJOS VOLUMÉTRICOS Y PERFILES DE VELOCIDAD, PARA FLUIDOS DE DIFERENTE COMPORTAMIENTO REOLÓGICO Y EN DIFERENTES FASES.


EL CURSO CONSTA DE 8 UNIDADES, AL FINAL DE LAS CUALES EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: UNIDAD I. DETERMINACIÓN DEL FACTOR DE FRICCIÓN: EXPLICAR EL CONCEPTO DE FACTOR DE FRICCIÓN Y PÉRDIDAS DE FRICCIÓN. Y UTLIZAR UN MÉTODO PARA CUANTIFICARLAS. UNIDAD II. DETERMINACIÓN DEL PERFIL DE VELOCIDADES EN RÉGIMEN TURBULENTO: EXPLICAR EL FUNCIONAMIENTO DEL TUBO PITOT, UTILIZAR DICHO INSTRUMENTO PARA OBTENER DATOS EXPERIMENTALES DE VELOCIDADES PUNTUALES PARA FLUJO TURBULENTO Y UTILIZAR DICHOS DATOS PARA OBTENER EL PERFIL DE VELOCIDADES DE ALGUNA CONFIGURACIÓN DE FLUJO ESPECÍFICA. UNIDAD III. DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE DE LA PLACA DE ORIFICIO Y CALIBRACIÓN DE UN ROTÁMETRO: EXPLICAR EL PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE LOS DIFERENTES TIPOS DE MEDIDORES DE FLUJO Y PROCEDER EXPERIMENTALMENTE A DETERMINAR LOS PARÁMETROS RELEVANTES EN LA CALIBRACIÓN DE PLACAS DE ORIFICIO Y ROTÁMETROS. UNIDAD IV. OBTENCIÓN DE LAS CURVAS CARACTERÍSTICAS DE UNA BOMBA CENTRÍFUGA: EXPLICAR EL PRINCIPIO DE OPERACIÓN DE UNA BOMBA CENTRÍFUGA Y CONSTRUIR LA CURVA CARACTERÍSTICA DE FUNCIONAMIENTO A PARTIR DE DATOS QUE OBTENGA EXPERIMENTALMENTE. UNIDAD V. DESCARGA DE UN TANQUE A LA ATMÓSFERA: PROPONER Y COMPROBAR EL MODELO MATEMÁTICO BASADO EN FLUJO DE FLUIDOS QUE MEJOR SE AJUSTE A LOS DATOS EXPERIMENTALES. UNIDAD VI: BOMBAS CENTRÍFUGAS EN SERIE: EXPLICAR EL COMPORTAMIENTO DE OPERACIÓN ENERGÉTICA DE LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS CUANDO SE INSTALAN EN SERIE Y COMPROBARLO EXPERIMENTALMENTE. UNIDAD VII. BOMBAS CENTRÍFUGAS EN PARALELO: EXPLICAR LAS CURVAS CARACTERÍSTICAS RESULTANTES DE LA EXPERIMENTACIÓN CUANDO LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS SE ARREGLAN EN PARALELO. UNIDAD VIII. DESCARGA DE GASES: COMPARAR LOS RESULTADOS EXPERIMENTALES CON LOS DEL MODELO TEÓRICO QUE PUEDA OBTENER A PARTIR DE SUS CONOCIMIENTOS DE FLUJO DE FLUIDOS EN FASE GASEOSA.



3 UNIDAD I. DETERMINACIÓN DEL FACTOR DE FRICCIÓN 6 UNIDAD VI. BOMBAS CENTRÍFUGAS EN SERIE

6 UNIDAD II. DETERMINACIÓN DEL PERFIL DE VELOCIDADES EN FLUJO TURBULENTO

6 UNIDAD VII. BOMBAS CENTRÍFUGAS EN PARALELO

3 UNIDAD III. DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE DE LA PLACA DE ORIFICIO Y CALIBRACIÓN DE UN ROTÁMETRO.

6 UNIDAD VIII. DESCARGA DE GASES

6 UNIDAD IV. OBTENCIÓN DE LAS CURVAS CARACTERÍSTICAS DE UNA BOMBA CENTRÍFUGA

3 UNIDAD V. DESCARGA DE UN TANQUE A LA ATMÓSFERA 6 PROYECTO DE INVESTIGACIÓN METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA:

8. PRESENTACIÓN: A) EL LABORATORIO EXPERIMENTAL MULTIDSCIPLINARIO I TRABAJARÁ CON PROYECTOS CORTOS DISTRIBUIDOS A LO LARGO DE UN PERIODO DE 16 SEMANAS.

9. ENCUADRE POR EL PROFESOR Y ALUMNOS 10. MARCO TEÓRICO: EL PROFESOR CONTARÁ CON UN BANCO DE INFORMACIÓN BÁSICA EN EL SALÓN DE CLASES, ADEMÁS CON BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA PARA

QUE LOS ALUMNOS PUEDAN ELABORAR SU MARCO TEÓRICO. 11. RECORRIDO POR EL LABORATORIO Y PRESENTACIÓN DE LÍNEAS DE SERVICIOS AUXILIARES. 12. FORMACIÓN DE EQUIPOS (GRUPOS DE TRABAJO ) ENTRE LOS ALUMNOS. 13. RESOLUCIÓN POR PARTE DEL ALUMNO DE UN CUESTIONARIO PREVIO, EL CUAL DEBERÁ CONTESTARSE CON LA BIBLIOGRAFÍA QUE CUENTA EL BANCO DE

INFORMACIÓN EN EL SALÓN DE CLASES. DICHO CUESTIONARIO TIENE COMO PROPÓSITO ORIENTAR A LOS ESTUDIANTES PARA QUE PUEDAN ELABORAR SU MARCO TEÓRICO CONSIDERANDO LOS PUNTROS MÁS RELEVANTES, QUE INCLUIRÁ GENERALIDADES, CARACTERÍSTICAS DEL EQUIPO, ANÁLISIS DE VARIABLES, ECUACIONES, DEFINICIONES Y TODO LO QUE ESTIME CONVENIENTE EL PROFESOR PARA CADA FASE EXPERIMENTAL.

14. PROYECTO: SE SOLICITARÁ AL ALUMNO QUE ADEMÁS DE LAS PRÁCTICAS ESATABLECIDAD, ELABORE UN PROYECTO DE INVESTIGACIÓN PARA SU CURSO DE LEM II, EL CUAL DEBERÁ CONTENER:


EVALUACIÓN:

PLENARIA SEMINARIOS. EXÁMENES PARCIALES Y FINAL. AUTOEVALUACIÓN.

BITÁCORA. PROYECTO ESCRITO DESARROLLO EN EL LABORATORIO ASISTENCIA

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: NINGUNO. SERIACIÓN POR BLOQUES. EL ALUMNO DEBE HABER APROBADO POR LO MENOS EL 80% DE LAS ASIGNATURAS DE LOS 3 PRIMEROS SEMESTRES.

PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: INGENIERO QUÍMICO, INGENIERO EN ALIMENTOS O QUÍMICOS CON EXPERIENCIA EN EL ÁREA.


BIRD, STEWART Y LIGHTFOOT. FENÓMENOS DE TRANSPORTE. REVERTÉ. MÉXICO, 1998 BENNET & MYERS. MOMENTUM, HEAT AND MASS TRANSFER. Mc GRAW HILL. USA, 1982 FOX, ROBERT; Mc DONALD, ALAN T. INTRODUCCIÓ N A LA MECÁNICA DE FLUIDOS. Mc GRAW HILL, MÉXICO, 1995 GILES, RONALD; EVETT, LACK B. & LIU, CHENG. MECÁNICA DE LOS FLUIDOS E HIDRÁULICA. Mc GRAW HILL, MÉXICO, 1995 SHAMES, IRVING H. MECÁNICA DE LOS FLUIDOS. Mc GRAW HILL. MÉXICO, 1995 WHITE, FRANK. MECÁNICA DE LOS FLUIDOS. Mc GRAW HILL. MÉXICO, 1993 DOUGLAS, J.F.; GASIOREK, J.M. & SWAFFIELD, J.A. FLUID MECHANICS. ADISSON WESLEY, 1996 VERSTEEG H.K & MALALASEKERA, W. AN INTRODUCTION TO COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS. ADDISON WESLEY. NEW YORK, 1995 Mc CABE, W.L.;WARREN, L.; SMITH, J.C. & HARRIOT A. OPERACIONES BÁSICAS DE INGENIERÍA QUÍMICA. Mc GRAW HILL. MÉXICO, 1996 CRANE, COMPANY: GREENE, R.; NETH, K.; McNAUGHTON, SERIE DFLUJO DE FLUIDOS. 4 TOMOS. Mc GRAW HILL. MÉXICO, 1987 CRANE COMPANY. FLUJO DE FLUIDOS EN VÁLVULAS, ACCESORIOS Y TUBERÍAS. Mc GRAW HILL. MÉXICO, 1987 PERRY, ROBEET ET AL. CHEMICAL ENGINEERING HANDBOOK. Mc GRAW HILL. USA. 1994 LUDWIG. APPLIED PROCESS DESING FOR CHEMICAL AND PETROCHEMICAL PLANTS. GULF PUBLISHING C0. USA, 1985.


MUNSON, ROBERT. MECÁNICA DE FLUIDOS. CECSA. MÉXICO, 1998 STREETER, VICTOR L. And WYLIE, BENJAMIN E. MECÁNICA DE LOS FLUIDOS. 9ª EDICIÓN Mc GRAW-HILL, BOGOTÁ, COLOMBIA. 2000


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA. PROGRAMA DEESTUDIO DE LA ASIGNATURA: QUÍMICA ORGÁNICA I DEL CUARTO SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 8 (4 TEÓRICAS/4 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 12 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA. SECCIÓN DE QUÍMICA ORGÁNICA. CAMPO : PROFESIONAL. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO-PRÁCTICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA. ASIGNATURA SUBSECUENTE: QUÍMICA ORGÁNICA II

INTRODUCCIÓN. LA RESOLUCIÓN DE LA ECUACIÓN DE SCHRÖEDINGER PARA EL ÁTOMO DE HIDRÓGENO, PERMITE CALCULAR LOS NÚMEROS CUÁNTICOS Y OBTENER LA CONFIGURACIÓN GEOMÉTRICA DE LOS ORBITALES ATÓMICOS. TAMBIÉN PERMITE DETERMINAR LA CONFIGURACIÓN GEOMÉTRICA DE LOS ENLACES MOLECULARES SIGMA Y PI.

LA CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA DEL ÁTOMO DE CARBONO ES MUY ESPECIAL. CON LA MECÁNICA CUÁNTICA SE PUEDEN PREDECIR LOS DIFERENTES TIPOS DE HIBRIDACIÓN DEL ÁTOMO DE CARBONO AL FORMAR ENLACES SENCILLOS O MÚLTIPLES, Y VISUALIZAR LA DISPOSICIÓN ESPACIAL DE NUBES ELECTRÓNICAS.

LA QUÍMICA ORGÁNICA OFRECE UNA VISIÓN PRAGMÁTICA DE LA GEOMÉTRIA DE LOS ENLACES EN MOLÉCULAS ORGÁNICAS Y PROPONE UNA SERIE DE MECANISMOS SIMPLIFICADOS ENTRE SUSTANCIAS ELECTRÓFILAS Y NUCLEÓFILAS QUE FACILITAN LA PREDICCIÓN CUALITATIVA DEL PRODUCTO MAYORITARIO EN UNA REACCIÓN.

LA QUÍMICA DEL CARBONO HA SIDO MUY IMPORTANTE PARA EL DESARROLLO DE LOS SERES VIVOS. EL ESTUDIO DE LAS REACCIONES ORGÁNICAS PERMITE COMPRENDER REACCIONES FISIOLÓGICAS, DISEÑAR FÁRMACOS, APROVECHAR MEJOR LOS PRODUCTOS NATURALES Y SINTETIZAR SUSTANCIAS ORGÁNICAS CON PROPIEDADES ESPECÍFICAS, LO CUAL ES DE AMPLIO INTERÉS PARA EL PROFESIONAL DE LA INGENIERÍA QUÍMICA.

ESTE CURSO ES TEÓRICO-PRÁCTICO, SE TRATA DE ACCEDER A LOS CONCEPTOS TEÓRICOS Y APLICARLOS EN LA PREDICCIÓN DE REACCIONES QUE SE LLEVEN A CABO EN LABORATORIO. POR LO QUE ES IMPORTANTE LA SINCRONÍA ENTRE LAS SESIONES DE TEORÍA Y LABORATORIO.


AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: DESCRIBIR MEDIANTE MODELOS AD HOC LA ESTRUCTURA FUNDAMENTAL DE COMPUESTOS ORGÁNICOS ALIFÁTICOS Y AROMÁTICOS, ESPECIFICANDO CORRECTAMENTE LA NOMENCLATURA DE DICHAS SUSTANCIAS, LOS MÉTODOS DE OBTENCIÓN, SUS PROPIEDADES FÍSICAS, REACTIVIDAD QUÍMICA Y APLICACIONES INDUSTRIALES.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS: EL CURSO ESTÁ CONSTITUIDO POR LAS SIGUIENTES UNIDADES, AL FINAL DE LAS CUALES EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: UNIDAD I. TEORÍA DE ENLACE EN COMPUESTOS ORGÁNICOS.

CON AYUDA DE LOS CONCEPTOS ACERCA DE LOS ORBITALES ATÓMICOS Y MOLECULARES, DESCRIBIR LA NATURALEZA DE LA UNIÓN QUÍMICA.

MEDIANTE EL USO DE ORBITALES HÍBRIDOS REPRESENTAR GRÁFICAMENTE LAS UNIONES QUÍMICAS DENTRO DE DIFERENTES MOLÉCULAS.

EN BASE A LA DIFERENCIA DE ELECTRONEGATIVIDADES DE LOS ÁTOMOS, DEFINIR Y EMPLEAR EL CONCEPTO DE POLARIDAD DE ENLACE.

PREDECIR LAS RELACIONES ENTRE LAS PROPIEDADES FÍSICAS DE UN COMPUESTO Y SU ESTRUCTURA MOLECULAR. RELACIONAR LOS OBJETIVOS ANTERIORES CON LA QUÍMICA ORGÁNICA.

UNIDAD II. FUERZAS INTERMOLECULARES E INTRAMOLECULARES.

EXPLICAR LAS INTERACCIONES ELECTRÓNICAS INTERMOLECULARES E INTRAMOLECULARES QUE EXHIBEN LAS MOLÉCULAS ORGÁNICAS, ASÍ COMO SUS CORRESPONDIENTES INTERACCIONES CON DISOLVENTES ORGÁNICOS Y EL AGUA.

DISCERNIR LA INFLUENCIA QUE TIENEN LAS FUERZAS DE INTERACCIÓN MOLECULAR CON LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS QUE EXHIBEN LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS.

UNIDAD III. TEORÍAS ÁCIDO-BASE PARA MOLÉCULAS ORGÁNICAS.

APLICAR LOS CONCEPTOS DE LAS DIVERSAS TEORÍAS ÁCIDO-BASE PARA EXPLICAR LAS PROPIEDADES FÍSICAS DE COMPUESTOS ORGÁNICOS Y EN LA PREDICCIÓN DE REACCIONES QUÍMICAS ENTRE DICHO TIPO DE SUSTANCIAS.

UNIDAD IV. CLASIFICACIÓN DE GRUPOS FUNCIONALES.

IDENTIFICAR LOS ARREGLOS ATÓMICOS MÁS IMPORTANTES CARACTERÍSTICOS DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS. ESPECIFICAR LA VALENCIA DE LOS ÁTOMOS EN MOLÉCULAS ORGÁNICAS SIN CARGA. IDENTIFICAR LOS DIVERSOS GRUPOS FUNCIONALES CUANDO FORMAN PARTE DE MOLÉCULAS ORGÁNICAS Y VISUALIZAR LA

IMPORTANCIA DE DICHOS GRUPOS PARA POSTERIORMENTE (CURSO DE QUÍMICA ORGÁNICA II) ESTUDIAR SU COMPORTAMIENTO QUÍMICO.

UNIDAD V. ISOMERÍA Y ESTEREOISOMERÍA.

ESPECIFICAR LA ESTRUCTURA TRIDIMENSIONAL DE MOLÉCULAS ORGÁNICAS DILUCIDAR LA EXISTENCIA DE DIFERENTES TIPOS DE ISÓMEROS PARA UNA MISMA CONECTIVIDAD. EXPLICAR LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE IMPORTANCIA QUE SE DERIVAN DE LA TRIDIMENSIONALIDAD DE

ALGUNAS MOLÉCULAS. HABER ADQUIRIDO LOS CONOCIMIENTOS Y HABILIDADES PARA IDENTIFICAR LOS DIFERENTES TIPOS DE ISOMERÍA.

UNIDAD VI. MECANISMOS DE REACCIÓN.

EXPLICAR LOS CONCEPTOS TERMODINÁMICOS Y CINÉTICOS FUNDAMENTALES DE LAS REACCIONES DE QUÍMICA ORGÁNICA. DESCRIBIR LOS FENÓMENOS DE RUPTURA DE ENLACE HOMOLÍTICOS Y HETEROLÍTICOS. DESCRIBIR LOS PERFILES ENERGÉTICOS DURANTE EL AVANCE DE UNA REACCIÓN QUÍMICA DE COMPUESTOS ORGÁNICOS, E

IDENTIFICAR LOS INTERMEDIARIOS DE REACCIÓN. PROPONER DIAGRAMAS DE ENERGÍA PARA DIFERENTES REACCIONES HABER ADQUIRIDO LOS CONOCIMIENTOS Y HABILIDADES PARA IDENTIFICAR LOS DIFERENTES TIPOS DE REACCIÓN Y LOS

CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE MECANISMOS DE REACCIÓN Y PERFIL ENERGÉTICO. UNIDAD VII. ALCANOS Y CICLOALCANOS .

PREDECIR LAS RELACIONES ENTRE LAS PROPIEDADES FÍSICAS DE UNA ALCANO Y SU ESTRUCTURA. UTILIZAR LAS REGLAS DE NOMENCLATURA PARA COMPUESTOS ORGÁNICOS, APLICADAS A ALCANOS. EXPLICAR LA IMPORTANCIA DEL PETRÓLEO COMO FUENTE DE COMPUESTOS SATURADOS. EN BASE A LA DIFERENCIA DE ELECTRONEGATIVIDADES DE LOS ÁTOMOS, DEFINIR Y EMPLEAR EL CONCEPTO DE POLARIDAD

DE ENLACE E IDENTIFICAR LOS POSIBLES CENTROS REACTIVOS. DESARROLLAR LOS MECANISMOS PARA LOS TIPOS DE REACCIÓN MÁS IMPORTANTES DE LOS ALCANOS.

UNIDAD VIII. ALQUENOS.

PREDECIR LAS RELACIONES ENTRE LAS PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS ALQUENOS Y SU ESTRUCTURA. UTILIZAR ADECUADAMENTE LAS REGLAS DE NOMENCLATURA PARA ESPECIFICAR EL NOMBRE O LA ESTRUCTURA DE

COMPUESTOS CON DOBLE ENLACE CARBONO-CARBONO. EXPLICAR LAS PRINCIPALES RUTAS DE SÍNTESIS DE ALQUENOS. DESCRIBIR LOS MECANISMOS DE REACCIÓN DE LAS PRINCIPALES REACCIONES DE LOS ALQUENOS. EXPLICAR LA IMPORTANCIA DEL PETRÓLEO COMO FUENTE DE HIDROCARBUROS INSATURADOS EN BASE ALA DIFERENCIA DE ELECTRONEGATIVIDAD DE LOS ÁTOMOS, DEFINIR Y EMPLEAR EL CONCEPTO DE POLARIDAD DE

ENLACE E IDENTIFICAR LOS POSIBLES CENTROS REACTIVOS. UNIDAD IX. ALQUINOS.

PREDECIR LAS RELACIONES ENTRE LAS PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS ALQUINOS Y SU ESTRUCTURA. UTILIZAR ADECUADAMENTE LAS REGLAS DE NOMENCLATURA PARA ESPECIFICAR EL NOMBRE O LA ESTRUCTURA DE

COMPUESTOS CON TRIPLE ENLACE CARBONO-CARBONO. EXPLICAR LAS PRINCIPALES RUTAS DE SÍNTESIS DE ALQUINOS. DESCRIBIR LOS MECANISMOS DE REACCIÓN DE LAS PRINCIPALES REACCIONES DE LOS ALQUINOS. EN BASE ALA DIFERENCIA DE ELECTRONEGATIVIDAD DE LOS ÁTOMOS, DEFINIR Y EMPLEAR EL CONCEPTO DE POLARIDAD

DE ENLACE E IDENTIFICAR LOS POSIBLES CENTROS REACTIVOS.

UNIDAD X. CONJUGACIÓN Y SISTEMAS CONJUGADOS.

EXPLICAR DE MANERA FORMAL EL CONCEPTO DE RESONANCIA Y UTILIZARLO PARA EXPLICAR LA ESTRUCTURA Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS CONJUGADOS.

EXPLICAR EL MECAMISMO DE LAS REACCIONES DE ADICIÓN 1,4 DE DIELS-ALDER, Y REACCIONES SIMILARES. APLICAR CORRECTAMENTE EL CONCEPTO DE RESONANCIA CON EL CUAL SE EXPLICA EL COMPORTAMIENTO DE UNA GRAN

CANTIDAD DE ENTIDADES ORGÁNICAS.

UNIDAD XI. AROMATICIDAD Y COMPUESTOS AROMÁTICOS.

EXPLICAR EL CONCEPTO DE AROMATICIDAD Y APLICARLO A ESTRUCTURAS ORGÁNICAS. EXPLICAR LAS DIFERENTES FORMAS DE REACCIÓN DEL BENCENO CON O SIN SUSTITUYENTES Y ESPECIFICAR LA

NOMENCLATURA DE DICHAS SUSTANCIAS. PREDECIR LAS RELACIONES ENTRE LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS COMPUESTOS AROMÁTICOS Y SU

ESTRUCTURA. DESCRIBIR LOS MECANISMOS DE REACCIÓN DE COMPUESTOS AROMÁTICOS.

UNIDAD XI. HALOGENUROS DE ALQUILO.

DESCRIBIR LOS MECANISMOS DE REACCIÓN DE LOS HALOGENUROS DE ALQUILO Y RECONOCER LA IMPORTANCIA DE ESTAS SUSTANCIAS EN SÍNTESIS ORGÁNICA.

RECONOCER LA IMPORTANCIA DE LAS REACCIONES DE SUSTITUCIÓN ALIFÁTICA, COMO PROCESOS DE USO COMÚN EN QUÍMICA ORGÁNICA.


T E M A : No. de Sesión

T E M A :

1 UNIDAD 1. TEORÍA DE ENLACE DE MOLÉCULAS ORGÁNICAS. 1.1 ESTRUCTURA ATÓMICA DE MOLÉCULAS ORGÁNICAS.

1.1.1 CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA DE LOS ÁTOMOS 1.1.2 ORBITALES ATÓMICOS

1.2 ENLACE QUÍMICO EN MOLÉCULAS ORGÁNICAS. 1.2.1 NATURALEZA DEL ENLACE QUÍMICO. 1.2.2 ENLACE IÓNICO. 1.2.3 ENLACE COVALENTE 1.2.4 ENLACE COVALENTE COCORDINADO

10 UNIDAD IV. GRUPOS FUNCIONALES. 4.1 PRINCIPALES GRUPOS FUNCIONALES DE LA QUÍMICA ORGÁNICA. 4.2 HIBRIDACIÓN Y ESTEREOQUÍMICA DE LOS DIFERENTES GRUPOS FUNCIONALES.

2 1.3 ENLACE COVALENTE EN MOLÉCULAS ORGÁNICAS. 1.3.1 HIBRIDACIÓN 1.3.2 ORBITALES sp3 EN LA ESTRUCTURA DEL METANO. 1.3.3 ORBITALES sp2 EN LA ESTRUCTURA DEL ETILENO. 1.3.4 ORBITALES sp EN LA ESTRUCTURA DEL ACETILENO. 1.3.5 HIBRIDACIÓN DE OTROS ÁTOMOS.

11 UNIDAD V. ISOMERÍA Y ESTEREOISOMERÍA. 5.1 INTRODUCCIÓN. ANTECEDENTES HISTÓRICOS. 5.2 ISOMERÍA ESTRUCTURAL.

5.2.1 CONECTIVIDAD. 5.2.2 ISOMERÍA DE CADENA. 5.2.3 ISOMERÍA DE POSICIÓN. 5.2.4 ISOMERÍA FUNCIONAL. 5.2.5 TAUTOMERÍA.

3 INTRODUCCIÓN AL CURSO DE LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA. 12 PRÁCTICA NÚMERO 3. DESTILACIÓN: SIMPLE, FRACCIONADA Y POR ARRASTRE DE VAPOR

4 1.4 EFECTOS CARACTERÍSTICOS DE LA ESTEREOQUÍMICA EN MOLÉCULAS ORGÁNICAS. 1.4.1 ELECTRONEGATIVIDAD. 1.4.2 EFECTO INDUCTIVO 1.4.3 CARGA FORMAL 1.4.4 LONGITUD DE ENLACE 1.4.5 FUERZA DE ENLACE 1.4.6 EFECTO RESONANTE 1.4.7 EFECTO ESTÉRICO.

13 5.3 TIPOS DE PROYECCIONES ESTEREOQUÍMICAS. 5.3.1 CABALLETE 5.3.2 CUÑA 5.3.3 NEWMAN 5.3.4 FISHER 5.3.5 HAWORTH

5 UNIDAD II. FUERZAS INTERMOLECULARES E INTRAMOLECULARES. 2.1 FUERZAS INTERMOLECULARES.

2.1.1 SOLVATACIÓN. 2.1.2 ENLACES PUENTE DE HIDRÓGENO. 2.1.3 FUERZAS DE VAN DER WAALS

14 5.4 CLASIFICACIÓN TÍPICA DE ESTEREOISÓMEROS. 5.4.1 ISÓMEROS CONFORMACIONALES: ANÁLISIS CONFORMACIONAL.

A) SISTEMAS LINEALES. B) SISTEMAS CÍCLICOS.

5.4.2 ISÓMEROS GEOMÉTRICOS. A) ISÓMEROS CIS-TRANS B) ISÓMEROS E-Z

6 PRÁCTICA DE LABORATORIO NÚMERO 1: SOLUBILIDAD Y RECRISTALIZACIÓN.

15 PRÁCTICA NÚM. 4. ANÁLISIS CUALITATIVO.

7 2.2 FUERZAS INTRAMOLECULARES. 2.2.1 EFECTO INDUCTIVO. 2.2.2 EFECTO DE RESONANCIA.

16 5.4.3 ISÓMEROS CONFIGURACIONALES. A) ENANTIÓMEROS. B) DIASTEROISÓMEROS. C) CONFIGURACIÓN RELATIVA. DEXTRÓGIROS Y LEVÓGIROS. D) CONFIGURACIÓN ABSOLUTA R y S.

8 UNIDAD III. TEORÍAS ÁCIDO-BASE. 3.1 ÁCIDOS Y BASES DE BRÖNSTED-LOWRY

3.1.1 DEFINICIÓN. 3.1.2 APLICACIÓN DEL CONCEPTO A MOLÉCULAS ORGÁNICAS.

3.2 ÁCIDOS Y BASES DE LEWIS. 3.2.1 DEFINICIÓN. 3.2.2 APLICACIÓN DEL CONCEPTO A MOLÉCULAS ORGÁNICAS:

A) NUCLEÓFILOS. B) ELECTRÓFILOS.

17 EJERCICIOS

9 PRÁCTICA NÚMERO 2. PUNTO DE FUSIÓN Y SUBLIMACIÓN. 18 PRÁCTICA NÚM. 5. CROMATOGRAFÍA EN CAPA FINA Y EN COLUMNA.

19 UNIDAD VI. MECANISMOS DE REACCIÓN. 6.1 CONCEPTOS BÁSICOS.

6.1.1 CONCEPTO DE REACCIÓN QUÍMICA. 6.1.2 DEFINICIÓN DE SUSTRATO, REACTIVO Y

PRODUCTO. 6.1.3 CONCEPTO DE VELOCIDAD DE REACCIÓN.

A) TEORÍA DE COLISIONES. B) ENERGÍA DE ACTIVACIÓN (CONCEPTO)

6.1.4 TIPOS DE RUPTURA DE ENLACE A) HOMOLÍTICAS B) HETEROLÍTICAS.

31 8.4 REACCIONES. 8.4.1 HIDROGENACIÓN. 8.4.2 REACCIONES DE ADICIÓN ELECTROFÍLICA.

A) ADICIÓN DE HX. REGLA DE MARKOVNIKOV B) HALOGENACIÓN. C) HIDRATACIÓN. D) HIDROBORACIÓN.

8.4.3 OXIDACIÓN. 8.5 USOS Y OCURRENCIA.

20 6.1.5 DIAGRAMAS DE PERFIL ENERGÉTICO. A) REACCIÓN ENDOTÉRMICA Y EXOTÉRMICA. B) REACCIÓN CONCERTADA Y NO CONCERTADA. C) ESTADO DE TRANSICIÓN. D) INTERMEDIARIO DE REACCIÓN. CARBOCATIONES,

CARBANIONES, RADICALES LIBRES, CARBENOS, NITRENOS.

32 EJERCICIOS.

21 PRÁCTICA NÚM. 6. EXTRACCIÓN ÁCIDO-BASE Y POR DISOLVENTES (SELECTIVA)

33 PRÁCTICA NÚM. 10. SUSTITUCIÓN ELECTROFÍLICA AROMÁTICA m-DINITROBENCENO Y 2-4-DINITROCLOROBENCENO.

22 6.2 TIPOS DE REACCIÓN. 6.2.1 REACCIONES DE SUSTITUCIÓN.

MECANISMOS, EJEMPLOS. 6.2.2 REACCIONES DE ADICIÓN. MECANISMOS,

EJEMPLOS. 6.2.3 REACCIONES DE ELIMINACIÓN.

MECANISMOS, EJEMPLOS.

34 UNIDAD IX. ALQUINOS. 9.1 INTRODUCCIÓN.

9.1.1 ESTRUCTURA ELECTRÓNICA DEL ACETILENO. 9.1.2 CLASIFICACIÓN: ALQUINOS TERMINALES E INTERMEDIOS.

9.2 NOMENCLATURA: TRIVIAL O ACETILÉNICA Y SUSTITUTIVA

23 6.2.4 REACCIONES DE TRANSPOSICIÓN. MECANISMOS, EJEMPLOS.

6.2.5 REACCIONES DE ÓXIDO-REDUCCIÓN. MECANISMOS, EJEMPLOS.

EJERCICIOS

35 9.3 OBTENCIÓN. 9.3.1 FUENTES NATURALES 9.3.2 MÉTODOS SINTÉTICOS.

A) DESHIDROHALOGENACIÓN. B) DESHALOGENACIÓN.

24 PRÁCTICA NÚM. 7. PIRÓLISIS Y OBTENCIÓN DE ETENO. 36 PRÁCTICA NÚM. 11. SUSTITUCIÓN NUCLEOFÍLICA AROMÁTICA 2-4 DINITROFENILHIDRAZINA Y 2-4 DINITROFENILANILINA.

25 UNIDAD VII. ALCANOS Y CICLOALCANOS. 7.1 INTRODUCCIÓN.

7.1.1 ESTRUCTURA ELECTRÓNICA (METANO) 7.1.2 TIPOS DE CARBONO (PRIMARIOS, SECUNDARIOS, TERCIARIOS)

7.2 NOMENCLATURA. 7.2.1 SUSTITUYENTES ALQUILO. 7.2.2 CICLOALCANOS

A) MONOCÍCLICOS B) ISOMERÍA CIS-TRANS.

37 9.4 REACCIONES. 9.4.1 ADICIÓN ELECTROFÍLICA.

A) REACCIÓN CON HX B) HALOGENACIÓN.

9.4.2 REDUCCIÓN. A) CON HIDRÓGENO MOLECULAR B) CON METALES EN SOLUCIÓN.

9.5 USOS Y OCURRENCIA. EJERCICIOS

26 7.3 OBTENCIÓN DE ALCANOS 7.3.1 FUENTES NATURALES Y FUENTES INDUSTRIALES.

38 UNIDAD X. CONJUGACIÓN Y SISTEMAS CONJUGADOS. 10.1 INTRODUCCIÓN. DEFINICIÓN. RESONANCIA

27 PRÁCTICA NÚM. 8 . ISOMERÍA CIS-TRANS Y ACETILENO. 39 PRÁCT 12. SUSTITUCIÓN NUCLEOFÍLICA ALIFÁTICA. CLORURO DE TERBUTILO Y BENCILO

28 UNIDAD VIII. ALQUENOS. 8.1 INTRODUCCIÓN. ESTRUCTURA ELECTRÓNICA DEL ACETILENO 8.2 NOMENCLATURA. 8.2.1 NOMENCLATURA TRIVIAL Y SUSTITUTIVA DE ALQUENOS.

A) ISOMERÍA CIS-TRANS B) ISOMERÍA E-Z C) GRUPOS VINILO Y ALILO.

8.2.2 NOMENCLATURA DE DIENOS Y POLIENOS.

40 10.2 DIENOS CONJUGADOS 10.2.1 REACCIONES DE ADICIÓN 1,4 DIELS-ALDER Y SEMEJANTES.

EJERCICIOS

29 8.3 OBTENCIÓN 8.3.1 FUENTES NATURALES. 8.3.2 MÉTODOS SINTÉTICOS

1) DESHIDRATACIÓN DE ALCOHOLES. REGLA DE SAITZEV. 2) DESHIDROHALOGENACIÓN 3) DESHALOGENACIÓN.

41 UNIDAD XI. AROMATICIDAD Y COMPUESTOS AROMÁTICOS. 11.1 AROMATICIDAD. 11.1.1 REGLAS DE AROMATICIDAD.

A) BENCENO B) COMPUESTOS AROMÁTICOS POLINUCLEARES

11. 2 NOMENCLATURA DE BENCENOS MONO, DI Y POLISUSTITUIDOS. 30 PRÁCTICA NÚM. 9. REACCIÓN DE ADICIÓN DIELS-ALDER Y POLIMERIZACIÓN 42 PRÁCTICA 13. PROYECTO. 43 11.3 OBTENCIÓN DEL BENCENO.

A) FUENTES INDUSTRIALES 11.4 REACCIONES

11.4.1 SUSTITUCIÓN ELECTROFÍLICA AROMÁTICA (SEA) A) GENERALIDADES. B) MECANISMO C) TIPOS DE REACCIONES SEA.

C.1) NITRACIÓN. C.2) HALOGENACIÓN C.3) SULFONACIÓN. C.4) ALQUILACIÓN DE FRIEDEL-CRAFTS C.5) NITROSACIÓN.

46 UNIDAD XII. HALOGENUROS DE ALQUILO. 12.1 NOMENCLATURA (REPASO). 12.2 OBTENCIÓN. HALOGENACIÓN DE ALCANOS, ALQUENOS Y ALQUINOS (REPASO) 12.3 REACCIONES

12.3.1 SUSTITUCIÓN NUCLEOFÍLICA ALIFÁTICA (SNA) A) GENERALIDADES. B) MECANISMOS DE REACCIÓN B.1) SUSTITUCIÓN NUCLEOFÍLICA BIMOLECULAR (SN2) B.2) SUSTITUCIÓN NUCLEOFÍLICA UNIMOLECULAR (SN1) C) VARIABLES QUE AFECTAN LA SUSTITUCIÓN NUCLEOFÍLICA. C.1) NATURALEZA DEL SUSTRATO C.2) NATURALEZA DEL NUCLEÓFILO. C.3) NATURALEZA DEL GRUPO SALIENTE.

44 11.4.2 SUSTITUCIÓN ELECTROFÍLICA AROMÁTICA EN BENCENO MONOSUSTITUIDO

A) INFLUENCIA DEL SUSTITUYENTE EN LA ORIENTACIÓN Y REACTIVIDAD.

B) ORIENTACIÓN ORTO, META Y PARA. 11.4.3 SUSTITUCIÓN NUCLEOFÍLICA AROMÁTICA.

A) GENERALIDADES B) MECANISMO.

11.5 USOS Y OCURRENCIA DE COMPUESTOS AROMÁTICOS.

47 EJERCICIOS DE SUSTITUCIÓN NUCLEOFÍLICA ALIFÁTICA.

45 PROYECTO 48 PROYECTO


EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN DE LOS TEMAS DEL CURSO. SE SUGIERE ÚNICAMENTE VER EL MECANISMO DE REACCIÓN

GENERAL PARA CADA TIPO DE REACCIÓN. SE SUGIERE EMPLEAR MATERIAL DIDÁCTICO DE APOYO (MODELOS

MOLECULARES, ACETATOS, DIAPOSITIVAS, VIDEOS, PROYECCIONES POR COMPUTADORA) PARA AGILIZAR LA CLASE.

SE SUGIERE REALIZAR UNA VISITA INDUSTRIAL POR SEMESTRE PARA QUE EL ALUMNO OBTENGA UNA VISIÓN MÁS DEFINIDA DE LA APLICACIÓN DE LOS CONOCIMIENTOS ADQUIRIDOS EN CLASE.

AL INICO DE CADA SESISÓN SERÍA CONVENIENTE QUE LOS ALUMNOS ENTREGUEN UN BREVE RESUMEN DE LA CLASE ANTERIOR Y LA RESOLUCIÓN DE TAREAS ASIGNADAS.

RESOLVER EJERCICIOS TOMADOS DE LOS LIBROS DE TEXTO DURANTE TODA LA SESIÓN.

EVALUACIÓN:

SE RECOMIENDAN 3 Ó 4 EXÁMENES PARCIALES ESCRITOS Y ORALES. ES DECIR, UNA VEZ REALIZADO EL EXAMEN ESCRITO SE CITA AL ALUMNO Y EN BASE AL DOCUMENTO GENERADO, SELE HACEN UNA

SERIE DE PREGUNTAS DE LOS TEMAS QUE SE CONSIDERE NECESITE PARA REAFIRMAR SUS CONOCIMIENTOS Y ASÍ DETERMINAR SU CALIFICACIÓN FINAL.

LOS EXÁMENES A REALIZAR DEBEN ESTAR SUFICIENTEMENTE

APEGADOS A LOS OBJETIVOS QUE SE PERSIGUEN EN CADA UNIDAD, SIN QUE LLEGUEN A SER EXTENSOS Y TRATAR DE EVITAR LAS PREGUNTAS CON RESPUESTA CONSECUTIVA, YA QUE SE HA CONTEMPLADO QUE REPRESENTAN UN GRAN PROBLEMA PARA UNA EVALUACIÓN JUSTA.

ADEMÁS DE LOS EXÁMENES PARCIALES (3 Ó 4) , AQUELLOS ALUMNOS

QUE NO LOGREN EXENTAR (PROMEDIO MÍNIMO DE 8) PRESENTARÁN EXÁMENES FINALES, A Y B.

EN CUANTO A LAS SESIONES PRÁCTICAS, SE EVALUARÁ EN BASE A: UN EXAMEN TEÓRICO-PRÁCTICO CUESTIONARIO PREVIO, EN EL QUE SE HACE ESPECIAL ÉNFASIS EN EL

FUNDAMENTO DE LA PRÁCTICA, CON LA FINALIDAD DE QUE EL ALUMNO COMPRENDA QUE CADA UNO DE LOS PASOS A SEGUIR TIENE UNA RAZÓN DE SER.

DESEMPEÑO EN EL TRABAJO EXPERIMENTAL REPORTE DE LA SESIÓN.

SE SUGIERE QUE PARA LA CALIFICACIÓN FINAL DEL CURSO, LA TEORÍA Y PROBLEMAS TENGAN UN VALOR DEL 50% Y EL LABORATORIO DEL 50%. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: NINGUNO.

PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: EL PROFESOR QUE IMPARTA ESTA ASIGNATURA DEBERÁ AL MENOS TENER EL TÍTULO DE LICENCIATURA EN QUÍMICA, QUÍMICA INDUSTRIAL, QUÍMICO FARMACÉUTICO BIÓLOGO, INGENIERÍA QUÍMICA, PERO SE DESEARÍA QUE EL PROFESOR TENGA EL GRADO DE MAESTRO EN CIENCIAS CON ORIENTACIÓN EN QUÍMICA ORGÁNICA.

BIBLIOGRAFÍA

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: JUARISTI, E; ELIEL, E; LEHMANN, P; DOMÍNGUEZ, X TÓPICOS MODERNOS DE ESTEREOQUÍMICA. McGRAW HILL 1ª EDICIÓN. MÉXICO, 1998 Mc MURRY, J. QUÍMICA ORGÁNICA. 5ª EDICIÓN. EDIT. THOMSON. MÉXICO, 2000 MORRISON, R. QUÍMICA ORGÁNICA. 5ª EDICIÓN ADDISON-WESLEY LONGMAN. MÉXICO, 1998 SEYHAN, EGE QUÍMICA ORGÁNICA. ESTRUCTURA Y REACTIVIDAD. REVERTÉ. BARCELONA, ESPAÑA, 1998 SOLOMONS, T.W.GRAHAM. QUÍMICA ORGÁNICA. LIMUSA WILEY 1994 SOLOMONS, T.W.GRAHAM. QUÍMICA ORGÁNICA. GUÍA DE RESPUESTAS LIMUSA WILEY 1999 STANLEY, H. PINE y JAMES B. HENDRICKSON QUÍMICA ORGÁNICA Mc GRAW HILL. MÉXICO, 1990 STREIWEISER, A. QUÍMICA ORGÁNICA. 3ª EDICIÓN Mc GRAW HILL. MÉXICO, 1989 WADE, L.Jr. QUÍMICA ORGÁNICA. 2ª EDICIÓN PRENTICE HALL. MÉXICO, 1993 WINGROVE, A. S. QUÍMICA ORGÁNICA. 1ª EDICIÓN HARLA. MÉXICO, 1984 BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA:

IUPAC 1974 RECOMMENDATIONS. PURE APPL. CHEM, 45, 1976 JUARISTI, E CONCEPTOS BÁSICOS DE LA TEORÍA ORBITAL. CINVESTAV, IPN MÉXICO, 1988 MARCH, J. ADVANCED ORGANIC CHEMISTRY. McGRAW HILL KOGAKUSTA LTD. 5ª EDICIÓN. TOKIO, 1998 MISLOW, C. INTRODUCTION TO STEREOCHEMISTRY ED. Mc GRAW HILL, N.Y, 1965

QUINTO SEMESTRE


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE LA MATERIA: TRANSFERENCIA DE CALOR , QUE CURSARÁN LOS ALUMNOS DE QUINTO SEMESTRE . DE INGENIERÍA QUÍMICA , HORAS/SEMANA : 5 (3 TEÓRICAS/2 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 8 CLAVE: 1525 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA . SECCIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA. CAMPO: PROFESIONAL CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA MODALIDAD: CURSO TEÓRICO ASIGNATURA PRECEDENTE : NINGUNA (HABER CUBIERTO 80% DE CRÉDITOS DE LOS TRES PRIMEROS SEMESTRES). ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN. UNO DE LOS FENÓMENOS FÍSICOS MÁS IMPORTANTES EN APLICACIONES INDUSTRIALES DE LA INGENIERÍA QUÍMICA ES LA TRANSFERENCIA DE CALOR. EN UNA PLANTA INDUSTRIAL SE REQUIERE CALENTAR O ENFRIAR MATERIAS PRIMAS O PRODUCTOS, ASÍ COMO RECUPERAR ENERGÍA TÉRMICA COMBINANDO CORRIENTES FRÍAS Y CALIENTES EN EQUIPOS DE CONTACTO TÉRMICO. EXISTEN TRES MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR QUE EL INGENIERO QUÍMICO DEBE CONOCER MUY BIEN PARA EL ADECUADO DIMENSIONAMIENTO DE LOS EQUIPOS INDUSTRIALES : CONDUCCIÓN, CONVECCIÓN Y RADIACIÓN. EN 1820 EL INGENIERO MILITAR, SECRETARIO DE HACIENDA DEL IMPERIO NAPOLEÓNICO Y EGIPTÓLOGO, JEAN BAPTISTE FOURIER, DESARROLLÓ EL MODELO MATEMÁTICO PARA EL TRANSPORTE DE CALOR POR CONDUCCIÓN. DICHA ECUACIÓN SE PUEDE UTILIZAR PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE PAREDES DE HORNOS Y REFRIGERADORES Y DE CUALQUIER EQUIPO DE PAREDES COMPUESTAS. POSTERIORMENTE VARIOS FÍSICOS E INGENIEROS ANALIZARON LA TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONVECCIÓN, Y ACTUALMENTE SE TIENEN VARIAS CORRELACIONES EMPÍRICAS, PRODUCTO DE LA APLICACIÓN DEL ANÁLISIS DIMENSIONAL Y DE TÉCNICAS DE SEMEJANZA GEOMÉTRICA, FLUIDODINÁMICA Y TÉRMICA, SIENDO POSIBLE DISEÑAR EQUIPOS INDUSTRIALES DONDE SE LLEVE A CABO LA TRANSFERENCIA DE CALOR POR DICHO MECANISMO, TALES COMO INTERCAMBIADORES DE DOBLE TUBO Y DE TUBO Y CORAZA. LA RADIACIÓN ES UN FENÓMENO ELECTROMAGNÉTICO. PARA EL DISEÑO DE EQUIPOS INDUSTRIALES DONDE DOMINE ESTE FENÓMENO DE TRANSFERENCIA DE ENERGÍA TÉRMICA ES NECESARIO UTILIZAR EL TEOREMA DE GAUSS DE LA DIVERGENCIA Y LA LEY DE LA CUARTA POTENCIA DE STEFFAN-BOLTZMANN, ALEMANES QUE EN LA TRANSICIÓN DEL SIGLO XIX AL XX, SE DEDICARON A ANALIZAR CIENTÍFICAMENTE DICHO PROCESO. EN ESTE CURSO SE ANALIZARÁN MÁS DE CERCA LOS FENÓMENOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR, INTRODUCIDOS EN EL CURSO DE FENÓMENOS DE TRANSPORTE, PERO MÁS DIRIGIDOS, AHORA, AL DIMENSIONAMIENTO DE LOS EQUIPOS INDUSTRIALES.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO: AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE EXPLICAR LOS MECANISMOS BÁSICOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR, ESCRIBIR Y RESOLVER LOS MODELOS MATEMÁTICOS QUE REPRESENTAN LOS FLUJOS DE ENERGÍA TÉRMICA RELACIONADOS AL TRANSPORTE POR CONDUCCIÓN, CONVECCIÓN Y RADIACIÓN , Y ADEMÁS DIMENSIONAR CORRECTAMENTE LOS EQUIPOS INDUSTRIALES PARA OPERACIONES DE INTERCAMBIO DE CALOR, HACIENDO USO DE LOS MÉTODOS MÁS MODERNOS Y LAS CORRELACIONES EMPÍRICAS ADECUADAS.


• EXPLICAR EL MECANISMO DE TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONDUCCIÓN. ESCRIBIR EL MODELO MATEMÁTICO QUE CORRESPONDE A LA ECUACIÓN DE FOURIER Y RESOLVERLA PARA DIFERENTES CONFIGURACIONES DE FLUJO DE ENERGÍA TÉRMICA, TANTO EN ESTADO ESTACIONARIO COMO EN RÉGIMEN TRANSITORIO.

• EXPLICAR EL MECANISMO DE TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONVECCIÓN NATURAL, ESCRIBIR LOS MODELOS MATEMÁTICOS CORRESPONDIENTES Y RESOLVERLOS PARA CALCULAR EL PERFIL DE TEMPERATURAS EN DIFERENTES CONFIGURACIONES DE FLUJO DE CALOR POR CONVECCIÓN NATURAL.

• EXPLICAR EL MECANISMO DE CONVECCIÓN FORZADA, ESCRIBIR LOS MODELOS MATEMÁTICOS CORRESPONDIENTES Y RESOLVERLOS PARA CALCULAR EL PERFIL DE TEMPERATURAS EN SISTEMAS DONDE SE LLEVE A CABO LA TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONVECCIÓN FORZADA.

• IDENTIFICAR LOS NÚMEROS ADIMENSIONALES RELEVANTES QUE SIRVEN PARA EL ESCALAMIENTO Y UNIVERSALIZACIÓN DE LAS OBSERVACIONES HECHAS EN FENÓMENOS DE CONDUCCIÓN Y CONVECCIÓN TANTO NATURAL COMO FORZADA, EN CONDICIONES DE ESTADO ESTACIONARIO Y NO ESTACIONARIO.

• EXPLICAR LA FENOMENOLOGÍA DEL MECANISMO DE TRANSFERENCIA DE CALOR POR RADIACIÓN, ESCRIBIR LOS MODELOS MATEMÁTICOS CORRESPONDIENTES Y RESOLVERLOS PARA CALCULAR LA DISTRIBUCIÓN DE TEMPERATURAS EN DIFERENTES SISTEMAS DONDE SE LLEVE A CABO LA TRANSFERENCIA DE CALOR POR RADIACIÓN, TALES COMO HORNOS A FUEGO DIRECTO Y HORNOS DE MICROONDAS.

• DIMENSIONAR, CALCULAR Y EQUILIBRAR EL DISEÑO DE EQUIPOS DE INTERCAMBIO DE CALOR, SIGUIENDO EL MÉTODO CLÁSICO DE KERN Y RESPETANDO LAS LIMITACIONES EN CUANTO A VELOCIDADES PERMISIBLES Y CAÍDAS DE PRESIÓN.

• DIMENSIONAR, CALCULAR Y EQUILIBRAR EL DISEÑO DE EQUIPOS DE INTERCAMBIO DE CALOR, SIGUIENDO EL MÉTODO DE BELL-DELAWARE.

• UTILIZAR ADECUADAMENTE LOS MÉTODOS Y CRITERIOS PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE INTERCAMBIADORES DE CALOR QUE INCLUYAN CORRIENTES CON CAMBIOS PARCIALES O TOTALES DE FASE.




1 I. INTRODUCCIÓN AL CURSO 1.1 INTRODUCCIÓN AL CURSO 1.2 IMPORTANCIA DE LAS OPERACIONES DE TRANSFERENCIA DE

CALOR EN LA INGENIERÍA QUÍMICA. 1.3 MECANISMOS BÁSICOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR:

• CONDUCCIÓN • CONVECCIÓN NATURAL Y FORZADA • RADIACIÓN.

1.4 MODELOS MATEMÁTICOS BÁSICOS PARA CADA MECANISMO.

• EXPLICAR LA IMPORTANCIA DE LAS OPERACIONES DE TRANSFERENCIA DE CALOR EN LOS PROCESOS DE LA INDUSTRIA QUÍMICA.

• EXPLICAR LA FENOMENOLOGÍA DE LOS MECANISMOS BÁSICOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR

• ESCRIBIR LOS MODELOS BÁSICOS PARA TRANSPORTE DE CALOR POR CONDUCCIÓN, CONVECCIÓN NATURAL Y FORZADA Y RADIACIÓN, UTILIZANDO FUNCIONES GRADIENTE, DIVERGENCIA, LAPLACIANOS, LA LEY DE STEFFAN-BOLTZMANN Y LA LEY DE GAUSS.

2 II. CONDUCCIÓN UNIDIMENSIONAL EN ESTADO ESTABLE. 2.1 LEY DE FOURIER 2.2 FLUJO DE CALOR POR CONDUCCIÓN A TRAVÉS DE PAREDES

COMPUESTAS: • FLUJO A TRAVÉS DE PLACAS PLANAS • FLUJO A TRAVÉS DE CILINDROS CONCÉNTRICOS. • FLUJO A TRAVÉS DE ESFERAS CONCÉNTRICAS.

• SIMPLIFICAR LA LEY DE FOURIER PARA TRANSPORTE UNIDIRECCIONAL DE CALOR POR CONDUCCIÓN EN ESTADO ESTACIONARIO Y CALCULAR LA DISTRIBUCIÓN DE TEMPERATURAS EN SISTEMAS DE PAREDES COMPUESTAS DE DIFERENTES GEOMETRÍAS.

3 2.3 EJEMPLOS DE CÁLCULO DE FLUJO DE CALOR POR CONDUCCIÓN A TRAVÉS DE PAREDES COMPUESTAS.

• CALCULAR LA DISTRIBUCIÓN DE TEMPERATURAS Y FLUJO DE CALOR A TRAVÉS DE PAREDES COMPUESTAS DE DIFERENTE GEOMETRÍA

4 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE TRANSFERENCIA DE CALOR A TRAVÉS DE PAREDES COMPUESTAS.

• CALCULAR LA DISTRIBUCIÓN DE TEMPERATURAS Y FLUJO DE CALOR A TRAVÉS DE PAREDES COMPUESTAS DE DIFERENTE GEOMETRÍA

5 2.4 ALETAS DE ENFRIAMIENTO. 2.4.1 ALETAS DE ÁREA DE SECCIÓN TRANSVERSAL UNIFORME. 2.4.2 ALETAS DE ÁREA DE SECCIÓN TRANSVERSAL NO UNIFORME. 2.4.3 EFICIENCIA DE LA ALETA DE ENFRIAMIENTO.

• CALCULAR LOS PERFILES DE TEMPERATURA, FLUJOS DE CALOR Y EFICIENCIAS DE ALETAS DE ENFRIAMIENTO DE SECCIÓN TRANSVERSAL UNIFORME Y NO UNIFORME.

6 o EJERCICIOS DE CÁLCULO DE TRANSFERENCIA DE CALOR A TRAVÉS DE ALETAS DE ENFRIAMIENTO.

o UTILIZACIÓN DE SOFTWARE PARA EL CÁLCULO DE TRANSFERENCIA DE CALOR A TRAVÉS DE ALETAS DE ENFRIAMIENTO.

• CALCULAR LOS PERFILES DE TEMPERATURA, FLUJOS DE CALOR Y EFICIENCIAS DE ALETAS DE ENFRIAMIENTO DE SECCIÓN TRANSVERSAL UNIFORME Y NO UNIFORME.

7 III. CONDUCCIÓN BIDIMENSIONAL DE CALOR EN ESTADO ESTABLE.

3.1 SIMPLIFICACIÓN DE LA ECUACIÓN DE FOURIER Y OBTENCIÓN DE LA ECUACIÓN DE LAPLACE PARA LA DISTRIBUCIÓN DE TEMPERATURAS

3.2 MÉTODO DE SEPARACIÓN DE VARIABLES • SOLUCIÓN POR SERIES DE FOURIER DE LA

ECUACIÓN DE LAPLACE EN COORDENADAS CARTESIANAS.

• SOLUCIÓN DE LA ECUACIÓN DE LAPLACE EN COORDENADAS CILÍNDRICAS UTILIZANDO FUNCIONES DE BESSEL.

• APLICAR EL MÉTODO DE SEPARACIÓN DE VARIABLES APRENDIDO EN EL CURSO DE FENÓMENOS DE TRANSPORTE PARA CALCULAR LOS PERFILES DE TEMPERATURA EN ESTADO ESTACIONARIO PARA TRANSPORTE BIDIEMSIONAL DE CALOR EN COORDENADAS CARTESIANAS Y CILÍNDRICAS.

8 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE PERFILES DE TEMPERATURA PARA FLUJO BIDIMENSIONAL DE CALOR POR CONDUCCIÓN EN COORDENADAS CARTESIANAS Y CILÍNDRICAS.

• CALCULAR CORRECTAMENTE LA DISTRIBUCIÓN DE TEMPERATURAS EN SISTEMAS DE TRANSPORTE DE CALOR BIDIMENSIONAL EN COORDENADAS CARTESIANAS Y CILÍNDRICAS, EVALUANDO LOS TÉRMINOS DE LAS SERIES DE FOURIER Y UTILIZANDO TABLAS DE FUNCIONES BESSEL, RESPECTIVAMENTE.

9 3.3 APLICACIÓN DEL MÉTODO DE DIFERENCIAS FINITAS PARA TRANSPORTE MULTIDIMENSIONAL DE CALOR EN ESTADO ESTACIONARIO. • GEOMETRÍA REGULAR • CUERPOS AXISIMÉTRICOS • GEOMETRÍA IRREGULAR

• APLICAR LOS MÉTODOS DE DIFERENCIAS FINITAS IMPLÍCITO Y EXPLÍCITO PARA EL CÁLCULO DE LA DISTRIBUCIÓN DE TEMPERATURA EN PROCESOS DE TRANSPORTE DE CALOR MULTIDIMENSIONAL EN ESTADO ESTACIONARIO, CONSIDERANDO GEOMETRÍAS REGULARES, AXISIMÉTRICAS E IRREGULARES.

10 • EJERCICIOS DE APLICACIÓN DEL MÉTODO DE DIFERENCIAS FINITAS AL CÁLCULO DE PERFILES DE TEMPERATURA EN PROCESOS DE CONDUCCIÓN DE CALOR EN ESTADO ESTACIONARIO.

• APLICAR LOS MÉTODOS DE DIFERENCIAS FINITAS IMPLÍCITO Y EXPLÍCITO PARA EL CÁLCULO DE LA DISTRIBUCIÓN DE TEMPERATURA EN PROCESOS DE TRANSPORTE DE CALOR MULTIDIMENSIONAL EN ESTADO ESTACIONARIO, CONSIDERANDO GEOMETRÍAS REGULARES, AXISIMÉTRICAS E IRREGULARES.

11 IV. CONDUCCIÓN EN RÉGIMEN TRANSITORIO 4.1 SOLUCIÓN ANALÍTICA PARA LA CONDUCCIÓN DE CALOR

TRIDIMENSIONAL EN ESTADO TRANSITORIO EN COORDENADAS CARTESIANAS.

• CONDICIÓN DE FRONTERA ISOTÉRMICA • CONDICIÓN DE FRONTERA CONVECTIVA • CONDICIÓN DE FRONTERA ADIABÁTICA.

4.2 SISTEMAS RADIALES CON CONVECCIÓN.

• UTILIZAR LOS MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE VARIABLES Y SERIES DE FOURIER PARA CALCULAR LA EVOLUCIÓN DE LOS PERFILES DE TEMPERATURA EN COORDENADAS CARTESIANAS Y ESTADO TRANSITORIO.

• UTILZAR LAS SOLUCIONES ANALÍTICAS REPORTADAS EN LA LTERATURA Y TABLAS MATEMÁTICAS PARA CALCULAR LA EVOLUCIÓN DE LAS DISTRIBUCIONES DE TEMPERATURA PARA FLUJO RADIAL DE CALOR EN COORDENADAS CILÍNDRICAS Y ESFÉRICAS.

12 • EJERCICIOS DE APLICACIÓN DE LAS SOLUCIONES ANALÍTICAS A LA TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONDUCCIÓN EN ESTADO TRANSITORIO.

4.3 MÉTODO DE DIFERENCIAS FINITAS PARA EL TRANSPORTE DE CALOR POR CONDUCCIÓN EN RÉGIMEN TRANSITORIO.

• UTILIZAR LAS SOLUCIONES ANALÍTICAS DESARROLLADAS EN CLASE PARA CALCULAR LOS PERFILES DE TEMPERATURA EN PROCESOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONDUCCIÓN EN ESTADO TRANSITORIO.

• UTILIZAR SOFTWARE PROPIO O COMERCIAL PARA EL CÁLCULO DE LA EVOLUCIÓN DE LOS PERFILES DE TEMPERATURA EN PROCESOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONDUCCIÓN EN ESTADO TRANSITORIO

13 V. CONVECCIÓN FORZADA. 5.1 COEFICIENTES CONVECTIVOS PARA TRANSFERENCIA DE CALOR. 5.2 CAPAS LÍMITE DE CONVECCIÓN.

6.2.1 CAPA LÍMITE HIDRODINÁMICA 6.2.2 CAPA LÍMITE TÉRMICA 6.2.3 CAPA LÍMITE DIFUSIONAL

5.3 ANALOGÍAS DE LAS CAPAS LÍMITE 6.3.1 ANALOGÍA DE LA TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA 6.3.2 ENFRIAMIENTO EVAPORATIVO 6.3.3 ANALOGÍA DE REYNOLDS

5.4 EFECTOS DE LA TURBULENCIA

• EXPLICAR LA UTILIDAD DE LOS COEFICIENTES CONVECTIVOS PARA LA CARACTERIZACIÓN DEL TRANSPORTE DE CALOR POR CONVECCIÓN

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE CAPA LÍMITE TÉRMICA Y ESTABLECER LAS ANALOGÍAS CORRESPONDIENTES CON LAS CAPAS LÍMITES HIDRODINÁMICA Y DIFUSIONAL.

• EXPLICAR LOS EFECTOS DE LA TURBULENCIA SOBRE EL TRANSPORTE CONVECTIVO DE CALOR

14 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE COEFICIENTES CONVECTIVOS PARA DIFERENTES CONFIGURACIONES DE FLUJO DE CALOR.

• EJERCICIOS DE CÁLCULO DE PERFILES DE VELOCIDAD, TEMPERATURA Y CONCENTRACIONES EN EL INTERIOR DE CAPAS LÍMITE HIDRODINÁMICAS, TÉRMICAS Y DIFUSIONALES, RESPECTIVAMENTE.

• CALCULAR PERFILES DE VELOCIDAD, TEMPERATURA Y CONCENTRACIÓN EN EL INTERIOR DE LAS CAPAS LÍMITE.

15 5.5 CÁLCULODELCOEFICIENTE CONVECTIVO PARA FLUJO EXTERNO. 5.5.1 PLACA PLANA CON FLUJO PARALELO.

• FLUJO LAMINAR. SOLUCIÓN DE SIMILITUD • FLUJO TURBULENTO • CONDICI0NES DE CAPA LÍMITE MEZCLADA

5.5.2 METODOLOGÍA GENERALIZADA PARA LA EVALUACIÓN DE PERFILES DE TEMPERATURA, COEFICIENTES CONVECTIVOS Y FLUJOS DE CALOR POR CONVECCIÓN EN FLUJO EXTERNO.

• CALCULAR PERFILES DE TEMPERATURA, FLUJOS DE CALOR Y COEFICIENTES CONVECTIVOS EN DIFERENTES CONFIGURACIONES GEOMÉTRICAS DE FLUJO EXTERNO.

16 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE PERFILES DE TEMPERATURA, COEFICIENTES CONVECTIVOS Y FLUJOS DE CALOR PARA DIFERENTES CONFIGURACIONES GEOMÉTRICAS DE FLUJO E XTERNO.

• CALCULAR PERFILES DE TEMPERATURA, FLUJOS DE CALOR Y COEFICIENTES CONVECTIVOS EN DIFERENTES CONFIGURACIONES GEOMÉTRICAS DE FLUJO EXTERNO

17 5.6 CÁLCULO DEL COEFICIENTE CONVECTIVO PARA FLUJO INTERNO. 5.6.1 CONSIDERACIONES HIDRODINÁMICAS 5.6.2 CONSIDERACIONES TÉRMICAS

• TEMPERATURA MEDIA • LEY DE ENFRIAMIENTO DE NEWTON • CONDICIONES COMPLETAMENTE DESARROLLADAS

5.6.3 BALANCE DE ENERGÍA • CONSIDERACIONES GENERALES • FLUJO SUPERFICIAL DE CALOR CONSTANTE • TEMPERATURA SUPERFICIAL CONSTANTE

5.6.4 FLUJO LAMINAR EN EL INTERIOR DE TUBOS CIRCULARES • ANÁLISIS TERMICO. • CORRELACIONES EMPÍRICAS.

5.6.5 CORRELACIONES EMPÍRICAS PARA LOS COEFICIENTES CONVECTIVOS EN FLUJO TURBULENTO DENTRO DE TUBOS CIRCULARES.

• EXPLICAR LOS FUNDAMENTOS DE LOS MODELOS MATEMÁTICOS PARA EL CÁLCULO DE TEMPERATURA, FLUJOS DE CALOR Y COEFICIENTES CONVECTIVOS EN DIFERENTES CONFIGURACIONES GEOMÉTRICAS DE FLUJO INTERNO DE CALOR POR CONVECCIÓN FORZADA.

18 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE PERFILES DE TEMPERATURA, COEFICIENTES CONVECTIVOS Y FLUJOS DE CALOR PARA DIFERENTES CONFIGURACIONES GEOMÉTRICAS DE FLUJO INTERNO.

• CALCULAR PERFILES DE TEMPERATURA, FLUJOS DE CALOR Y COEFICIENTES CONVECTIVOS EN DIFERENTES CONFIGURACIONES GEOMÉTRICAS DE FLUJO INTERNO

19 VI. CONVECCIÓN NATURAL 6.1 CONSIDERACIONES FÍSICAS 6.2 ECUACIONES GOBERNANTES 6.3 CONSIDERACIONES DE SIMILITUD 6.4 CONVECCIÓN NATURAL LAMINAR SOBRE UNA SUPERFICIE VERTICAL

• APLICAR LAS ECUACIONES DIFERENCIALES QUE CARACTERIZAN EL FENÓMENO DE CONVECCIÓN NATURAL PARA CALCULAR PERFILES DE TEMPERATURA, FLUJOS DE CALOR Y COEFICIENTES CONVECTIVOS EN CONFIGURACIONES DE FLUJO DE CALOR POR CONVECCIÓN DE GEOMETRÍA REGULAR.

20 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE PERFILES DE TEMPERATURA, COEFICIENTES CONVECTIVOS Y FLUJOS DE CALOR PARA CONFIGURACIONES GEOMÉTRICAS SENCILLAS DE FLUJO DE CALOR POR CONVECCIÓN NATURAL LAMINAR . POR EJEMPLO ENTRE DOS PLACAS PARALELAS VERTICALES A DIFERENTE TEMPERATURA.

• CALCULAR PERFILES DE TEMPERATURA, FLUJOS DE CALOR Y COEFICIENTES CONVECTIVOS EN DIFERENTES CONFIGURACIONES GEOMÉTRICAS DE FLUJO CALOR POR CONVECCIÓN NATURAL LAMINAR.

21 6.5 EFECTOS DE LA TURBULENCIA 6.6 CORRELACIONES EMPÍRICAS PARA FLUJOS EXTERNOS DE CALOR

POR CONVECCIÓN NATURAL: • PLACA VERTICAL • PLACAS HORIZONTALES E INCLINADAS • CILINDRO LARGO HORIZONTAL • ESFERAS

6.7 CORRELACIONES EMPÍRICAS PARA FLUJOS INTERNOS DE CALOR POR CONVECCIÓN NATURAL. • CAVIDADES RECTANGULARES • CILINDROS CONCÉNTRICOS • ESFERAS CONCÉNTRICAS.

6.8 CONVECCIÓN NATURAL Y FORZADA COMBINADAS.

• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS DE LAS CORRELACIONES EMPÍRICAS QUE SE E UTILIZAN PARA CALCULAR PERFILES DE TEMPERATURA, FLUJOS DE CALOR Y COEFICIENTES CONVECTIVOS EN DIFERENTES CONFIGURACIONES GEOMÉTRICAS DE FLUJO DE CALOR POR CONVECCIÓN NATURAL EN FLUJOS INTERNOS Y EXTERNOS.

22 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE PERFILES DE TEMPERATURA, COEFICIENTES CONVECTIVOS Y FLUJOS DE CALOR PARA DIFERENTES CONFIGURACIONES GEOMÉTRICAS DE FLUJO DE CALOR POR CONVECCIÓN NATURAL

• CALCULAR PERFILES DE TEMPERATURA, FLUJOS DE CALOR Y COEFICIENTES CONVECTIVOS EN DIFERENTES CONFIGURACIONES GEOMÉTRICAS DE FLUJO DE CALOR POR CONVECCIÓN NATURAL

23 VII. EBULLICIÓN Y CONDENSACIÓN 7.1 PARÁMETROS ADIMENSIONALES EN LA EBULLICIÓN Y

CONDENSACIÓN. 7.2 TIPOS DE EBULLICIÓN. 7.3 EBULLICIÓN DE ALBERCA.

7.3.1 CURVA DE EBULLICIÓN 7.3.2 MODOS DE EBULLICIÓN DE ALBERCA

7.4 CORRELACIONES PARA EBULLICIÓN DE ALBERCA. 7.4.1 EBULLICIÓN NUCLEADA DE ALBERCA 7.4.2 FLUJO CRÍTICO DE CALOR PARA EBULLICIÓN NUCLEADA DE

ALBERCA 7.4.3 FLUJO MÍNIMO DE CALOR 7.4.4 EBULLICIÓN DE ALBERCA DE PELÍCULA 7.4.5 EFECTOS DE LOS PARÁMETROS SOBRE LA EBULLICIÓN DE

ALBERCA. 7.5 EBULLICIÓN POR CONVECCIÓN FORZADA

7.5.1 EBULLICIÓN DE CONVECCIÓN FORZADA EXTERNA 7.5.2 FLUJO BIFÁSICO.

• EXPLICAR LOS FENÓMENOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR EN PROCESOS CON CAMBIO DE FASE.

• IDENTIFICAR LOS PARÁMETROS IMPORTANTES EN LOS PREOCESOS DE EBULLICIÓN Y CONDENSACIÓN.

• EXPLICAR LOS MECANISMOS DE LOS DIFERENTES TIPOS DE EBULLICIÓN DE ALBERCA.

• EXPLICAR LA FORMA DE LAS CORRELACIONES EMPÍRICAS PARA LOS DIFERENTES TIPOS DE EBULLICIÓN DE ALBERCA.

• EXPLICAR EL MECANISMO DE EBULLICIÓN POR CONVECCIÓN FORZADA Y LAS CORRELACIONES EMPÍRICAS ÚTILES EN SU CARACTERIZACIÓN.

24 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE COEFICIENTES CONVECTIVOS PARA FENÓMENOS DE EBULLICIÓN DE ALBERCA Y EBULLICIÓN POR CONVECCIÓN FORZADA.

• CALCULAR COEFICIENTES CONVECTIVOS PARA FENÓMENOS DE EBULLICIÓN DE ALBERCA Y EBULLICIÓN POR CONVECCIÓN FORZADA.

25 7.6 CONDENSACIÓN. MECANISMOS 7.7 CONDENSACIÓN DE PELÍCULA LAMINAR SOBRE UNA PLACA

VERTICAL 7.8 CONDENSACIÓN DE PELÍCULA TURBULENTA. 7.9 CONDENSACIÓN DE PELÍCULA EN SISTEMAS RADIALES 7.10 CONDENSACIÓN DE PELÍCULA EN TUBOS HORIZONTALES 7.11 CONDENSACIÓN DE GOTAS.

• EXPLICAR LOS MECANISMOS DEL FENÓMENOS DE CONDENSACIÓN. • EXPLICAR COMO SE APLICAN LAS ECUACIONES DIFERENCIALES DE

BALANCES DE ENERGÍA Y DINÁMICA DE FLUIDOS PARA CARACTERIZAR FENÓMENOS DE CONDENSACIÓN DE PELÍCULA LAMINAR Y TURBULENTA.

• EXPLICAR LA FORMA DE LAS CORRELACIONES EMPÍRICAS PARA EL CÁLCULO DE COEFICIENTES CONVECTIVOS ÚTILES EN LA CARACTERIZACIÓN DE PROCESOS DE CONDENSACIÓN DE PELÍCULA EN SISTEMAS RADIALES, Y CILINDROS HORIZONTALES

• EXPLICAR LA FORMA DE LAS CORRELACIONES EMPÍRICAS PARA EL CÁLCULO DE COEFICIENTES CONVECTIVOS EN PROCESOS DE CONDENSACIÓN POR GOTEO.

26 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE PERFILES DE TEMPERATURA, FLUJOS DE CALOR Y COEFICIENTES CONVECTIVOS PARA FENÓMENOS DE CONDENSACIÓN DE PELÍCULA Y DE GOTAS.

• CALCULAR PERFILES DE TEMPERATURA, FLUJOS DE CALOR Y COEFICIENTES CONVECTIVOS PARA FENÓMENOS DE CONDENSACIÓN DE PELÍCULA Y DE GOTAS.

27 VIII. DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS DE INTERCAMBIO DE CALOR

8.1 INTERCAMBIADORES DE DOBLE TUBO. 8.1.1 CARACTERÍSTICAS DE LOS INTERCAMBIADORE S DE DOBLE TUBO. 8.1.2 APLICACIONES PRÁCTICAS DE LOS INTERCAMBIADORES DE

DOBLE TUBO 8.1.3 ALGORITMO PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE LOS

INTERCAMBIADORES DE DOBLE TUBO

• CONSTRUIR EL ALGORITMO EN DIAGRAMA DE BLOQUES PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE INTERCAMBIADORES DE DOBLE TUBO.

28 • EJERCICIOS DE DIMENSIONAMIENTO DE INTERCAMBIADORES DE DOBLE TUBO.

• UTILIZACIÓN DE UN PROGRAMA DE CÓMPUTO PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE INTERCAMBIADORES DE DOBLE TUBO.

• LLEVAR A CABO EL DISEÑO DE INTERCAMBIADORES DE DOBLE TUBO MEDIANTE CÁLCULOS MANUALES Y UTILIZANDO SOFTWARE DISEÑADO POR EL PROFESOR.

29 8.2 DIMENSIONAMIENTO DE INTERCAMBIADORES DE TUBOS Y CORAZA MEDIANTE EL MÉTODO DE KERN. 8.2.1 ALGORITMO PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE

INTERCAMBIADORES DE TUBOS Y CORAZA MEDIANTE EL MÉTODO DE KERN.

8.3 DIMENSIONAMIENTO DE INTERCAMBIADORES DE TUBOS Y CORAZA MEDIANTE EL MÉTODO DE BELL-DELAWARE. 8.3.1 ALGORITMO PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE

INTERCAMBIADORES DE TUBOS Y CORAZA MEDIANTE EL MÉTODO DE BELL

• CONSTRUIR EL ALGORITMO EN DIAGRAMA DE BLOQUES PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE INTERCAMBIADORES DE TUBOS Y CORAZA POR ELMÉTODO DE KERN.

• CONSTRUIR EL ALGORITMO EN DIAGRAMA DE BLOQUES PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE INTERCAMBIADORES DE TUBOS Y CORAZA POR ELMÉTODO DE BELL-DELAWARE.

30 • EJERCICIOS DE DIMENSIONAMIENTO DE INTERCAMBIADORES DE TUBOS Y CORAZA.

• UTILIZACIÓN DE PROGRAMAS DE CÓMPUTO PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE INTERCAMBIADORES DE TUBOS Y CORAZA POR LOS MÉTODOS DE KERN Y DE BELL-DELAWARE.

• LLEVAR A CABO EL DISEÑO DE INTERCAMBIADORES DE TUBOS Y CORAZA MEDIANTE CÁLCULOS MANUALES Y UTILIZANDO SOFTWARE DISEÑADO POR EL PROFESOR.

31 IX. TRANSFERENCIA DE CALOR POR RADIACIÓN. 9.1 LEY DE STEFFAN-BOLTZMANN 9.2 APLICACIÓN DE LA LEY DE GAUSS PARA EL INTERCAMBIO DE

CALOR ENTRE SUPERFICIES RADIANTES. 9.3 MODELACIÓN DE FENÓMENOS DE RADIACIÓN EN EL INTERIOR DE

HORNOS A FUEGO DIRECTO 9.4 MODELACIÓN DE FENÓMENOS DE RADIACIÓN EN HORNOS DE

MICROONDAS.

• EXPLICAR LA FENOMENOLOGÍA DEL MECANISMO DE TRANSFERENCIA DE CALOR POR RADIACIÓN, ESCRIBIR LOS MODELOS MATEMÁTICOS CORRESPONDIENTES Y RESOLVERLOS, UTILIZANDO SOFTWARE PARA CALCULAR LA DISTRIBUCIÓN DE TEMPERATURAS EN DIFERENTES SISTEMAS DONDE SE LLEVE A CABO LA TRANSFERENCIA DE CALOR POR RADIACIÓN, TALES COMO HORNOS A FUEGO DIRECTO Y HORNOS DE MICROONDAS.

32 • EJERCICIOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR POR RADIACIÓN • RESOLVER PROBLEMAS DE TRANSPORTE DE CALOR POR RADIACIÓN

BIBLIOGRAFÍA: BÁSICA: BIRD, STEWART Y LIGHTFOOT FENÓMENOS DE TRANSPORTE ED. REVERTÉ, BARCELONA, ESPAÑA, 3ª EDICIÓN, 1996 BURMEISTER. LOUIS C. CONVECTIVE HEAT TRANSFER. JOHN WILEY AND SONS. NEW YORK, USA. 1993 HEWIT G.F.; SHIRES, G. L. & BOTT, T.R. PROCESS HEAT TRANSFER CRC PRESS. FLORIDA, USA, 1994 INCROPERA, FRANK F. FUNDAMENTOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR PEARSON, PRENTICE HALL. MÉXICO, 1999 KARLEKAR. TRANSFERENCIA DE CALOR ED. CECSA. MÉXICO, 1990 KERN, DONALD Q.. PROCESOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR. COMPAÑÍA EDITORIAL CONTINENTAL. MÉXICO, 1992 KREITH, FRANK & BOHN, MARK S. PRINCIPIOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR THOMSON LEARNING. MÉXICO, 2001 KREITH, FRANK THE CRC HANDBOOK OF THERMAL ENGINEERING CRC-SPRINGER VERLAG. NEW YORK, 2000

MC KETTA, JOHN J. HEAT TRANSFER METHODS. MARCEL DEKKER INC. NEW YORK, 1992 MULET, ANTONIO & BON, JOSÉ. TRANSMISIÓN DE CLAOR POR CONDUCCIÓN. UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA. VALENCIA, ESPAÑA, 1993 SURYANARAYANA, N.V. ENGINEERING HEAT TRANSFER WEST PUBLISHING CO. MINNEAPOLIS, USA, 1995 WELTY, JAMES R. TRANSFERENCIA DE CALOR APLICADA A LA INGENIERÍA ED. LIMUSA. MÉXICO, 1994 COMPLEMENTARIA: BEJAN, ADRIAN HEAT TRANSFER. JOHN WILEY AND SONS. NEW YORK, 1993 PINAZO OJER J.M. & TORRELA ALCARAZ, M. PROBLEMAS DE TRANSFERENCIA DE CALOR. UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA.VALENCIA, ESPAÑA, 1995 FRAAS, ARTHUR P. HEAT EXCHANGERS DESIGN JOHN WILEY AND SONS. NEW YORK, 1989

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA: EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN. TALLER DE RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS Y DE SIMULACIÓN COMPUTACIONAL.. UTILIZACIÓN DE SOFTWARE ELABORADO EN EL SALÓN DE CLASE Y DE SOFTWARE COMERCIAL. EVALUACIÓN: SE RECOMIENDAN POR LO MENOS TRES EXÁMENES PARCIALES. SERIES DE PROBLEMAS. TAREAS EXÁMENES FINALES

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: APROBAR EL 80% DEL BLOQUE DE ASIGNATURAS DE LOS TRES PRIMEROS SEMESTRES PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA:

INGENIEROS QUÍMICOS.


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE LA MATERIA: PROBABILIDAD Y ESTADÍSTICA , QUE CURSARÁN LOS ALUMNOS DE QUINTO SEMESTRE DE INGENIERÍA QUÍMICA , ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICAS. SECCIÓN DE SISTEMAS MATEMÁTICOS PROBABILÍSTICOS. HORAS/SEMANA : 5 (2 TEÓRICAS / 3 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 7 CLAVE: 1522 CAMPO: PROFESIONAL CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA MODALIDAD: CURSO TEÓRICO/PRÁCTICO ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA (HABER CUBIERTO 80% DE CRÉDITOS DE LOS TRES PRIMEROS SEMESTRES). ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN.

LA PROBABILIDAD Y ESTADÍSTICA SON HERRAMIENTAS FUNDAMENTALES PARA TODO ESTUDIANTE DE CIENCIAS E INGENIERÍA.

FRECUENTEMENTE SE REQUIERE HACER PREDICCIONES CUANTITATIVAS A CERCA DE LAS DIFERENTES POSIBILIDADES EN UN FENÓMENO ALEATORIO, O LLEVAR A CABO EL TRATAMIENTO ESTADÍSTICO DE UNA SERIE DE DATOS EXPERIMENTALES PARA INFERIR ALGUNA CONCLUSIÓN A CERCA DEL FENÓMENO EN ESTUDIO. EN EL LABORATORIO DE CIENCIA BÁSICA II SE LE EMPIEZA A SOLICITAR AL ESTUDIANTE QUE REALICE CÁLCULOS ESTADÍSTICOS ELEMENTALES PARA OBTENER LA MEDIA Y LA DESVIACIÓN ESTÁNDAR DE SUS DATOS EMPÍRICOS. PERO ES NECESARIO QUE EL ALUMNO CONOZCA LAS TÉCNICAS DE LA ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA E INFERENCIAL A PROFUNDIDAD. ELLO LE PERMITIRÁ VALIDAR INSTRUMENTOS O TÉCNICAS ANALÍTICAS, DISEÑAR EXPERIMENTOS PARA REALIZAR ESTUDIOS CIENTÍFICOS O TECNOLÓGICOS Y CONTRASTAR HIPÓTESIS.


UTILIZAR LOS CONCEPTOS Y MÉTODOS DE LA TEORÍA DE PROBABILIDAD Y ESTADÍSTICA PARA INFERIR CONCLUSIONES CUANTITATIVAS A

CERCA DEL COMPORTAMIENTO DE FENÓMENOS ALEATORIOS QUE OCURREN EN LA NATURALEZA Y EN APLICACIONES PRÁCTICAS DE PROCESOS INDUSTRIALES, EMPEZANDO DESDE LA DETERMINACIÓN DEL TAMAÑO DE LAS MUESTRAS DE UNA POBLACIÓN, LOS MÉTODOS DE MUESTREO Y EL PROCESAMIENTO DE LOS DATOS ESTADÍSTICOS, PASANDO POR EL PLANTEAMIENTO DE HIPÓTESIS Y LA COMPROBACIÓN DE LA MISMA, Y LLEGANDO HASTA EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS MULTIFACTORIALES.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS: AL FINALIZAR EL SEMESTRE EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE : • CONSTRUIR HISTOGRAMAS DE PROBABILIDAD Y CALCULAR LAS MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL Y LAS MEDIDAS DE POSICIÓN

RELATIVA DE VARIABLES ALEATORIAS TANTO PARA DATOS AGRUPADOS COMO NO AGRUPADOS.. • APLICAR MÉTODOS DE CONTEO ASÍ COMO CÁLCULOS DE PERMUTACIONES Y COMBINACIONES PARA DETERMINAR LA

DISTRIBUCIÓN DE PROBABILIDAD DE DIFERENTES POBLACIONES. • CALCULAR LOS PARÁMETROS ESTADÍSTICOS DE DISTRIBUCIONES DE PROBABILIDAD CONTINUAS Y DISCRETAS DE CUALQUIER

TIPO, BINOMIAL, NORMAL, ETC. • ESTIMAR LA MEDIA DE UNA POBLACIÓN • ESTIMAR LOS PARÁMETROS ESTADÍSTICOS PARA MUESTRAS PEQUEÑAS CORRESPODIENTES A DISTRIBUCIONES POBLACIONALES

TIPO JI CUADRADA Y T DE STUDENT. • ESTIMAR LA DIFERENCIA ENTRE LAS MEDIAS DE DOS POBLACIONES PARA MUESTRAS INDEPENDIENTES PEQUEÑAS Y PARA

MUESTRAS PEQUEÑAS CON PARES COINCIDENTES.. • ESTIMAR LA VARIANZA DE UNA POBLACIÓN A PARTIR DE MUESTRAS PEQUEÑAS. • ESTIMAR LA COVARIANZA ENTRE DOS POBLACIONES A PARTIR DE MUESTRAS PEQUEÑAS. • REALIZAR PRUEBAS ESTADÍSTICAS DE HIPÓTESIS • ESTIMAR EL INTERVALO DE CONFIANZA DE UNA PRUEBA ESTADÍSTICA DE HIPÓTESIS Y SU NIVEL DE SIGNIFICANCIA • REALIZAR LA PRUEBA DE LA DIFERENCIA ENTRE LAS PROPORCIONES DE DOS POBLACIONES. • REALIZAR LA PRUEBA DE LA VARIANZA DE UNA POBLACIÓN • REALIZAR LA PRUEBA DEL COCIENTE DE LAS VARIANZAS DE DOS POBLACIONES • EXPLICAR LOS FUNDAMENTOS Y UTILIZAR EL MÉTODO DE MINIMIZACIÓN DEL CUADRADO DEL ERROR PARA LLEVAR A CABO EL

AJUSTE DE UNA SERIE DE DATOS A FUNCIONES LINEALES, CUADRÁTICAS, CÚBICAS, POLINOMIALES, ETC, PARA FUNCIONES UNIDEPENDIENTES.

• EXPLICAR LOS FUNDAMENTOS Y UTILIZAR SOFTWARE PARA LLEVAR A CABO LA REGRESIÓN LINEAL MÚLTIPLE DE SERIES DE DATOS CORRESPONDIENTES A FUNCIONES MULTIDEPENDIENTES.

• EXPLICAR LOS FUNDAMENTOS Y UTILIZAR SOFTWARE PARA REALIZAR EL ANÁLISIS DE VARIANZA PARA DISEÑOS COMPLETAMENTE ALEATORIZADO, DISEÑOS DE BLOQUES ALEATORIOS, DISEÑOS DE CUADRO LATINO Y DEISEÑOS MULTIFACTORIALES

• VERIFICAR LAS HIPÓTESIS DEL ANÁLISIS DE VARIANZA Y TOMAR DECISIONES EN CUANTO A LA IMPORTANCIA RELATIVA DE CADA VARIABLE QUE INTERVIENE EN UN EVENTO.

P R O G R A M A :

No. de Sesión



1 XIII. INTRODUCCIÓN A LA PROBABILIDAD Y ESTADÍSTICA. 13.1. PANORAMA DE LA PROBABILIDAD Y LA ESTADÍSTICA. • ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA E INFERENCIAL • INFERENCIAS Y DEDUCCIONES • IMPORTANCIA DEL USO DE LA COMPUTADORA EN LA

ESTADÍSTICA • IMPORTANCIA DE LA ESTADÍSTICA EN LA FORMACIÓN

PROFESIONAL DEL INGENIERO QUÍMICO. II. ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA. ORGANIZACIÓN DE DATOS ESTADÍSTICOS.

2.1 BLOQUES DE CONSTRUCCIÓN DE LA ESTADÍSTICA • ESCALA NOMINAL • ESSCALA ORDINAL • ESCALA DE INTERVALO • ESCALA DE RAZÓN 2.2 ORGANIZACIÓN DE DATOS MEDIANTE TABLAS • TABLAS DE FRECUENCIAS NO AGRUPADAS • TABLAS DE FRECUENCIAS AGRUPADAS • TABLAS DE FRECUENCIAS RELATIVAS • TABLAS DE FRECUENCIAS ACUMULADAS • TABLAS BIVARIADAS 2.3. REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE DATOS • GRÁFICAS DE BARRAS Y DE PASTEL • DIAGRAMAS DE TALLO Y HOJAS • HISTOGRAMAS • HISTOGRAMAS DE FRECUENCIAS RELATIVAS • GRÁFICAS LINEALES Y POLÍGONOS DE FRECUENCIAS • HISTOGRAMAS, OJIVAS Y FORMAS DE POBLACIONES 2.4. MEDIDAS DESCRIPTIVAS • CUARTILES, DECILES Y PERCENTILES

• EXPLICAR LA IMPORTANCIA Y LA ESTADÍSTICA EN LA ORGANIZACIÓN E INTERPRETACIÓN DE LOS DATOS PROVENIENTES DE CUALQUIER PROCESO ALEATORIO O DETERMINÍSTICO.

• EXPLICAR LA IMPORTANCIA DEL AGRUPAMIENTO DE DATOS PARA PODER INFERIR Y DEDUCIR CONCLUSIONES CUANTITATIVAS A CERCA DE ELLOS Y DEL FENÓMENO A QUE SE REFIERAN.

• EXPLICAR LA IMPORTANCIA DE LA COMPUTADORA EN EL PROCESO ESTADÍSTICO DE LA INFORMACIÓN CONTENIDA EN LOS DATOS.

• EXPLICAR LA NATURALEZA DE LOS DIFERENTES BLOQUES DE CONSTRUCCIÓN QUE SE UTILIZAN EN LA ESTADÍSTICA.

• ORGANIZAR DATOS EN FUNCIÓN DE SUS CARACTERÍSTICAS, CLASIFICÁNDOLOS POR GRUPOS Y UTILIZANDO TABLAS DE FRECUENCIAS AGRUPADAS, NO AGRUPADAS, RELATIVAS, ACUMULADAS Y BIVARIADAS, SEGÚN LA NATURALEZA DE LOS DATOS ESTADÍSTICOS.

• REPRESENTAR DATOS AGRUPADOS O NO AGRUPADOS, MEDIANTE DIFERENTES TIPOS DE GRÁFICAS E HISTOGRAMAS.

2 • EJERCICIOS DE CLASIFICACIÓN Y ORGANIZACIÓN DE DATOS MEDIANTE TABLAS DE FRECUENCIAS, DE ACUERDO A LA NATURALEZA DE LOS DATOS ESTADÍSTICOS.

• EJERCICIOS DE REPRESENTACIÓN ESQUEMÁTICA DE LOS DATOS ESTADÍSTICOS EN DIFERENTES TIPOS DE GRÁFICAS.

• UTILIZAR SOFTWARE COMPUTACIONAL PARA CLASIFICAR Y ORDENAR DATOS EN DIFERENTES TIPOS DE TABLAS Y LLEVAR A CABO SU REPRESENTACIÓN EN LAS DIFERENTES MODALIDADES DE GRAFICACIÓN.

3 III. ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA. ANÁLISIS DE DATOS UNIVARIADOS. 3.1. MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL. • MEDIA, MEDIANA Y MODA 3.2. MEDIDAS DE VARIACIÓN. • DESVIACIÓN ESTÁNDAR • VARIANZA • COEFICIENTE DE VARIACIÓN • TEOREMA DE CHEBYSHEV 3.3. MEDIDAS DE POSICIÓN RELATIVA • SESGO 3.4. MÉTODOS PARA DETECTAR DATOS FUERA DE INTERVALO.

• EXPLICAR LA IMPORTANCIA DE LAS MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL PARA LA INTERPRETACIÓN DE UNA SERIE DE DATOS ESTADÍSTICOS.

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO ESTADÍSTICO DE LA MEDIA, LA MEDIANA, LA MODA Y LA DESVIACIÓN ESTÁNDAR

• ENUNCIAR Y EXPLICAR EL TEOREMA DE CHEBYSHEV • CALCULAR LOS PARÁMETROS DE TENDENCIA CENTRAL TANTO PARA

DATOS AGRUPADOS COMO NO AGRUPADOS. • CALCULAR EL SESGO DE UNA POBLACIÓN COMO MEDIDA DE POSICIÓN

RELATIVA. • UTILIZAR MÉTODOS PARA DETECTAR DATOS FUERA DE INTERVALO

4 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL. • GRAFICACIÓN DE DATOS ESTADÍSTICOS Y SUS CORRESPONDIENTES

PARÁMETROS DE TENDENCIA CENTRAL. • CÁLCULO DE MEDIDAS DE POSICIÓN RELATIVA DE UNA POBLACIÓN.

• CALCULAR LAS MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL TANTO PARA DATOS AGRUPADOS COMO NO AGRUPADOS.

• UTILIZAR SOFTWARE PARA REPRESENTAR LOS DATOS ESTADÍSTICOS Y SUS CORRESPONDIENTES PARÁMETROS DE TENDENCIA CENTRAL.

• CALCULAR LAS MEDIDAS DE POSICIÓN RELATIVA DE UNA POBLACIÓN

5 IV. PROBABILIDAD. 4.1 LA IMPORTANCIA DE LA PROBABILIDAD EN LA ESTADÍSTICA. 4.2 EVENTOS, ESPACIOS DE MUESTREO Y PROBABILIDAD. 4.3 ASIGNACIÓN DE PROBABILIDADES A EVENTOS. HISTOGRAMAS DE

PROBABILIDAD. POSIBILIDADES MATEMÁTICAS. 4.4 EVENTOS COMPUESTOS 4.5 EVENTOS COMPLEMENTARIOS 4.6 CONTEO. TEOREMA FUNDAMENTAL DEL CONTEO. PERMUTACIONES Y

COMBINACIONES. TRIÁNGULO DE PASCAL. 4.7 PROBABILIDAD CONDICIONAL 4.8 REGLAS DE PROBABILIDAD PARA UNIONES E INTERSECCIONES. 4.9 TEOREMA DE BAYES 4.10 REGLAS DE ENUMERACIÓN DE PUNTOS MUESTRALES.

• EXPLICAR LA IMPORTANCIA DE LA PROBABILIDAD EN ESTADÍSTICA • EXPLICAR LOS CONCEPTOS DE EVENTO, ESPACIO DE MUESTREO Y

PROBABILIDAD. • CONSTRUIR HISTOGRAMAS DE PROBABILIDAD PARA EVENTOS

INDEPENDIENTES, COMPUESTOS Y COMPLEMENTARIOS • UTILIZAR EL TEOREMA DE CONTEO EN CONJUNCIÓN CON LOS

CÁLCULOS DE PERMUTACIONES Y COMBINACIONES PARA DETERMINAR LA DISTRIBUCIÓN DE PROBABILIDAD DE DIFERENTES POBLACIONES

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE PROBABILIDAD CONDICIONADA. • ENUNCIAR Y EXPLICAR LAS REGLAS DE PROBABILIDAD PARA UNIONES

E INTERSECCIONES DE POBLACIONES. • ENUNCIAR Y EXPLICAR EL TEOREMA DE BAYES. • ENUNCIAR Y EXPLICAR LAS REGLAS DE ENUMERACIÓN DE PUNTOS

MUESTRALES.

6 • EJERCICIOS DE CONSTRUCCIÓN DE HISTOGRAMAS DE PROBABILIDAD • EJE3RCICIOS DE CONTEO DE EVENTOS UTILIZANDO CÁLCULOS DE

PERMUTACIONES Y COMBINACIONES. • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE PROBABILIDAD DE UNIONES E

INTERSECCIONES DE VARIAS POBLACIONES. • EJERCICIOS DE ENUMERACIÓN DE PUNTOS MUESTRALES.

• CONSTRUIR HISTOGRAMAS DE PROBABILIDAD Y CALCULAR LAS MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL DE POBLACIONES APLICAR MÉTODOS DE CONTEO ASÍ COMO CÁLCULOS DE PERMUTACIONES Y COMBINACIONES PARA DETERMINAR LA DISTRIBUCIÓN DE PROBABILIDAD DE DIFERENTES POBLACIONES.

• APLICAR LAS REGLAS DE PROBABILIDAD PARA UNIONES E INTERSECCIONES DE POBLACIONES

7 V. VARIABLES ALEATORIAS Y FUNCIÓN DE PROBABILIDAD. 5.1 DEFINICIÓN DE VARIABLE ALEATORIA.

• VARIABLES ALEATORIAS DISCRETAS • VARIABLES ALEATORIAS CONTINUAS • GENERACIÓN DE VARIABLES ALEATORIAS

5.2. DEFINICIÓN DE FUNCIONES DE PROBABILIDAD Y FUNCIONES DE DISTRIBUCIÓN. • FUNCIONES DE DISTRIBUCIÓN DISCRETAS. VALOR ESPERADO.

PRUEBAS DE BERNOULLI. • FUNCIONES DE DISTRIBUCIÓN CONTINUAS. VALOR ESPERADO.

• DEFINICIÓN DE FUNCIONES DE PROBABILIDAD CONJUNTAS, DISCRETAS Y CONTINUAS. SUS PROPIEDADES BÁSICAS.

5.3 DEFINICIÓN DE FUNCIONES DE DISTRIBUCIÓN CONJUNTAS, DISCRETAS Y CONTINUAS. SUS PROPIEDADES BÁSICAS.

5.4 DEFINICIÓN DE FUNCIONES DE PROBABILIDAD Y DE DISTRIBUCIÓN MARGINALES.

5.5 DEFINICIÓN DE FUNCIONES DE PROBABILIDAD Y DE DISTRIBUCIÓN CONDICIONALES.

• DEFINIR LOS CONCEPTOS DE VARIABLE ALETORIA Y CONTINUA • EXPLICAR LOS FUNDAMENTOS DE LOS ALGORITMOS DE GENERACIÓN

DE NÚMEROS ALEATORIOS. • DEFINIR FUNCIONES DE PROBABILIDAD Y FUNCIONES DE

DISTRIBUCIÓN DE PROBABILIDADES • EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS ESENCIALES DE LAS FUNCIONES DE

PROBABILIDAD DISCRETAS Y CONTINUAS, Y COMO SE REALIZA EL CÁLCULO DEL VALOR ESPERADO DE CADA UNA DE ELLAS

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO Y UTILIDAD DE LAS PRUEBAS DE BERNOULLI PARA DISTRIBUCIONES BINOMIALES.

• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS ESENCIALES DE LAS FUNCIONES DE DISTRIBUCIÓN CONJUNTAS, TANTO DISCRETAS COMO CONTINUAS

• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DE LAS FUNCIONES DE PROBABILIDAD MARGINALES Y DE LAS FUNCIONES DE DISTRIBUCIÓN MARGINALES.

• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS DE LAS FUNCIONES DE PROBABILIDAD Y DE DISTRIBUCIÓN CONDICIONALES.

8 • UTILIZACIÓN DE ALGORITMOS DE GENERACIÓN DE NÚMEROS ALEATORIOS.

• EJERCICIOS DE CÁLCULOS DE PROBABILIDAD APLICADOS A SERIES DE DATOS GENERADOS ALEATORIAMENTE.

• EJERCICIOS DE CÁLCULO DE LOS PARÁMETROS DE LAS DISTRIBUCIONES DE PROBABILIDAD PARA FUNCIONES DE DISTRIBUCIÓN DISCRETAS Y CONTINUAS.

• UTILIZAR GENERADORES DE NÚMEROS ALEATORIOS PARA CONFORMAR UNA POBLACIÓN.

• APLICAR ENSAYOS DE BERNOULLI PARA GENERAR FUNCIONES DE DISTRIBUCIÓN BINOMIALES.

• CALCULAR LOS PARÁMETROS ESTADÍSTICOS DE DISTRIBUCIONES DE PROBABILIDAD DISCRETAS Y CONTINUAS

9 5.6 DEFINICIÓN DE MOMENTOS DE VARIABLE ALEATORIA • MEDIA. • DESVIACIÓN ESTÁNDAR Y VARIANZA. • COEFICIENTE DE VARIACIÓN.

5.7 DEFINICIÓN DE FUNCIÓN GENERATRIZ DE MOMENTOS Y SUS PROPIEDADES BÁSICAS.

5.8 DEFINICIÓN DE VARIABLES ALEATORIAS INDEPENDIENTES. 5.9 FUNCIÓN GENERATRIZ DE MOMENTOS PARA VARIABLES ALEATORIAS

INDEPENDIENTES. 5.10 COVARIANZA. 5.11 MEDIA Y VARIANZA DE LA SUMA DE DOS VARIABLES ALEATORIAS

INDEPENDIENTES.

• EXPLICAR LOS CONCEPTOS Y FORMA DE CÁLCULO DE LOS MOMENTOS DE VARIABLE ALEATORIA.

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE FUNCIÓN GENERATRIZ DE MOMENTOS Y SUS PROPIEDADES BÁSICAS.

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE VARIABLES ALEATORIAS INDEPENDIENTES

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE FUNCIÓN GENERATRIZ DE VARIABLES ALEATORIAS INDEPENDIENTES.

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE COVARIANZA • CALCULAR LA MEDIA Y VARIANZA DE LA SUMA DE DOS VARIABLES

ALEATORIAS INDEPENDIENTES.

10 • EJERCICIOS DEL CÁLCULO DE LOS MOMENTOS DE DISTRIBUCIONES DE VARIABLE ALEATORIA.

• EJERCICIOS DE CÁLCULO DE LA COVARIANZA ENTRE DOS POBLACIONES DE VARIABLE ALEATORIA INDEPENDIENTES.

• EJERCICIOS DE CÁLCULO DE LA MEDIA Y VARIANZA DE LA SUMA DE DOS VARIABLES ALEATORIAS INDEPENDIENTES.

• CALCULAR LOS MOMENTOS DE DISTRIBUCIONES DE VARIABLE ALEATORIA.

• CALCULAR LA COVARIANZA ENTRE DOS POBLACIONES DE VARIABLE ALEATORIA INDEPENDIENTES.

• CALCULAR LA MEDIA Y DESVIACIÓN ESTÁNDAR DE LA SUMA DE DOS VARIABLE S ALEATORIAS INDEPENDIENTES.

11 VI. DISTRIBUCIONES DE PROBABILIDAD MÁS COMUNES. 6.1. DISTRIBUCIÓN BINOMIAL. • MEDIA Y VARIANZA PARA LA VARIABLE ALEATORIA BINOMIAL. • TOMA DE DECISIONES: CONDICIONES DE MUESTREO PARA

ACEPTACIÓN DE LOTES. • SELECCIÓN DE LA HIPÓTESIS NULA. • PRUEBA DE HIPÓTESIS. 6.2. DISTRIBUCIÓN NORMAL. • TABLAS PARA LAS ÁREAS DE LA DISTRIBUCIÓN DE PROBABILIDAD

NORMAL. • TEOREMA DEL LÍMITE CENTRAL. • APROXIMACIÓN NORMAL A LA DISTRIBUCIÓN BINOMIAL.

• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTALES DE DOS DE LAS DISTRIBUCIONES DE PROBABILIDAD MÁS COMUNES, LA DISTRIBUCIÓN BINOMIAL Y LA DISTRIBUCIÓN NORMAL.

• DETERMINAR LA MEDIA Y VARIANZA DE DISTRIBUCIONES BINOMIALES • ESPECIFICAR LAS CONDICIONES DE MUESTREO PARA LA ACEPTACIÓN

DE LOTES EN DISTRIBUCIONES BINOMIALES. • SELECCIONAR LA HIPÓTESIS NULA PARA DISTRIBUCIONES BINOMIALES

Y REALIZAR LA PRUEBA DE HIPÓTESIS. • ESPECIFICAR LAS CARACTERÍSTICAS GRÁFICAS DE LA DISTRIBUCIÓN

NORMAL Y CALCULAR LOS MOMENTOS DE DICHA DISTRIBUCIÓN • EXPLICAR EL TEOREMA DEL LÍMITE CENTRAL • EXPLICAR EL PROCEDIMIENTO DE APROXIMACIÓN DE UNA

DISTRIBUCIÓN BINOMIAL MEDIANTE DISTRIBUCIONES NORMALES

12 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE PARÁMETROS ESTADÍSTICOS PARA DISTRIBUCIONES BINOMIALES Y NORMALES

• EJERCICIOS DE PRUEBA DE HIPÓTESIS PARA DISTRIBUCIONES BINOMIALES.

• EJERCICIOS DE APROXIMACIÓN NORMAL A LA DISTRIBUCIÓN BINOMIAL

• CALCULAR LOS PARÁMETROS ESTADÍSTICOS DE DISTRIBUCIONES BINOMIALES Y NORMALES

• REALIZAR PRUEBAS DE HIPÓTESIS SOBRE DISTRIBUCIONES BINOMIALES

• REALIZAR APROXIMACIONES DE DISTRIBUCIONES NORMALES A DISTRIBUCIONES BINOMIALES

13 6.3. OTROS TIPOS DE DISTRIBUCIÓN DE PROBABILIDAD PARA VARIABLE ALEATORIA DISCRETA.

• DISTRIBUCIÓN MULTINOMIAL • DISTRIBUCIÓN BINOMIAL NEGATIVA Y GEOMÉTRICA • DISTRIBUCIÓN HIPERGEOMÉTRICA • DISTRIBUCIÓN DE POISSON

6.4. OTROS TIPOS DE DISTRIBUCIONES DE PROBABILIDAD PARA VARIABLE ALEATORIA CONTINUA.

• DISTRIBUCIÓN DE PROBABILIDAD UNIFORME • DISTRIBUCIÓN GAMMA • DISTRIBUCIÓN BETA • DISTRIBUCIÓN EXPONENCIAL

• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS ESENCIALES DE DIFERENTES TIPOS DE DISTRIBUCIÓN DE VARIABLES ALEATORIAS DISCRETAS Y CONTINUAS Y LA IMPORTANCIA DE CADA UNA DE ELLAS EN EL ANÁLISIS ESTADÍSTICO.

14 • EJERCICIOS DE DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS ESTADÍSTCOS PARA DISTRIBUCIONES DISCRETAS DE PROBABILIDAD TIPO: MULTINOMIAL, GEOMÉTRICA, HIPERGEOMÉTRICA Y DE POISSON

• EJERCICIOS DE DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS ESTADÍSTICOS PARA DISTRIBUCIONES DE PROBABILIDAD TIPO: UNIFORME, GAMMA, BETA Y EXPONENCIAL.

• CALCULAR LOS PARÁMETROS ESTADÍSTICOS DE DISTRIBUCIONES DE PROBABILIDAD CONTINUAS Y DISCRETAS DE CUALQUIER TIPO.

15 VII. INFERENCIA ESTADÍSTICA. 7.1. DEFINICIÓN DE INFERENCIA ESTADÍSTICA. 7.2. TIPOS DE ESTIMADORES. • ESTIMACIÓN PUNTUAL DE LA MEDIA DE UNA POBLACIÓN. • ESTIMACIÓN POR INTERVALOS DE LA MEDIA DE UNA POBLACIÓN. EL

MÉTODO DE PIVOTE. 7.3. ESTIMACIÓN PARA MUESTRAS GRANDES. • ESTIMACIÓN DE LA DIFERENCIA ENTRE DOS MEDIAS • ESTIMACIÓN DEL PARÁMETRO DE UNA POBLACIÓN BINOMIAL • ESTIMACIÓN DE LA DIFERENCIA ENTRE DOS PARÁMETROS

BINOMIALES 7.4. ELECCIÓN DEL TAMAÑO DE LA MUESTRA PARA MUESTRAS GRANDES

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE INFERENCIA ESTADÍSTICA Y EL MÉTODO PARA DETERMINAR LA MEDIA DE UNA POBLACIÓN

• EXPLICAR EL MÉTODO DE ESTIMACIÓN DE LA DIFERENCIA DE DOS MEDIAS PARA MUESTRAS GRANDES.

• EXPLICAR EL MÉTODO DE ESTIMACIÓN DEL PARÁMETR0 DE UNA POBLACIÓN BINOMIAL.

• EXPLICAR EL MÉTODO PARA ESTIMAR LA DIFERENCIA ENTRE DOS PARÁMETROS BINOMIALES.

• EXPLICAR LA FORMA EN QUE SE REALIZA LA ELECCIÓN DEL TAMAÑO DE MUESTRA PARA ASEGURAR SIGNIFICANCIA ESTADÍSTICA CON MUESTRAS GRANDES.

16 • EJERCICIOS DE ESTIMACIÓN DE LA MEDIA DE UNA POBLACIÓN • EJERCICIOS DE ESTIMACIÓN DE LA DIFERENCIA ENTRE DOS MEDIAS

PARA POBLACIONES GRANDES • EJERCICIOS DE ESTIMACIÓN DEL PARÁMETRO DE UNA POBLACIÓN

BINOMIAL PARA MUESTRAS GRANDES • EJERCICIOS DE ESTIMACIÓN DE LA DIFERENCIA ENTRE DOS

PARÁMETROS BINOMIALES PARA MUESTRAS GRANDES

• ESTIMAR LA MEDIA DE UNA POBLACIÓN • ESTIMAR LA DIFERENCIA ENTRE DOS MEDIAS PARA POBLACIONES

GRANDES • ESTIMAR EL PARÁMETRO DE UNA POBLACIÓN BINOMIAL PARA

MUESTRAS GRANDES • ESTIMAR LA DIFERENCIA ENTRE DOS PARÁMETROS BINOMIALES PARA

MUESTRAS GRANDES

17 7.5 INFERENCIA ESTADÍSTICA PARA MUESTRAS PEQUEÑAS • DISTRIBUCIÓN JI CUADRADA • DISTRIBUCIÓN T DE STUDENT • INFERENCIAS RESPECTO A LA MEDIA DE UNA POBLACIÓN PARA

MUESTRAS PEQUEÑAS • ESTIMACIÓN DE LA DIFERENCIA ENTRE LAS MEDIAS DE DOS

POBLACIONES. MUESTRAS INDEPENDIENTES • ESTIMACIÓN DE LA DIFERENCIA ENTRE LAS MEDIAS DE DOS

POBLACIONES. PARES COINCIDENTES 7.6 INFERENCIAS RESPECTO A LA VARIANZA DE UNA POBLACIÓN 7.7 COMPARACIÓN DE LA VARIANZA DE DOS POBLACIONES

EXPICAR LOS MÉTODOS PARA: • ESTIMAR LOS PARÁMETROS ESTADÍSTICOS PARA MUESTRAS

PEQUE.ÑAS CORRESPODIENTES A DISTRIBUCIONES POBLACIONALES TIPO JI CUADRADA Y T DE STUDENT

• ESTIMAR LA MEDIA DE UNA POBLACIÓN PARA MUESTRAS PEQUEÑAS • ESTIMAR LA DIFERENCIA ENTRE LAS MEDIAS DE DOS POBLACIONES

PARA MUESTRAS INDEPENDIENTES PEQUEÑAS. • ESTIMAR LA DIFERENCIA ENTRE LAS MEDIAS DE DOS POBLACIONES

CON PARES COINCIDENTES PARA MUESTRAS PEQUEÑAS. • ESTIMAR LA VARIANZA DE UNA POBLACIÓN A PARTIR DE MUESTRAS

PEQUEÑAS. • ESTIMAR LA COVARIANZA ENTRE DOS POBLACIONES A PARTIR DE

MUESTRAS PEQUEÑAS.

18 • EJERCICIOS DE INFERENCIA ESTADÍSTICA PARA MUESTRAS PEQUEÑAS • ESTIMAR LOS PARÁMETROS ESTADÍSTICOS PARA MUESTRAS PEQUE.ÑAS CORRESPODIENTES A DISTRIBUCIONES POBLACIONALES TIPO JI CUADRADA Y T DE STUDENT

• ESTIMAR LA MEDIA DE UNA POBLACIÓN PARA MUESTRAS PEQUEÑAS • ESTIMAR LA DIFERENCIA ENTRE LAS MEDIAS DE DOS POBLACIONES

PARA MUESTRAS INDEPENDIENTES PEQUEÑAS. • ESTIMAR LA DIFERENCIA ENTRE LAS MEDIAS DE DOS POBLACIONES

CON PARES COINCIDENTES PARA MUESTRAS PEQUEÑAS. • ESTIMAR LA VARIANZA DE UNA POBLACIÓN A PARTIR DE MUESTRAS

PEQUEÑAS. • ESTIMAR LA COVARIANZA ENTRE DOS POBLACIONES A PARTIR DE

MUESTRAS PEQUEÑAS.

19 VIII. PRUEBA DE HIPÓTESIS. 8.1 RELACIÓN ENTRE PRUEBAS ESTADÍSTICAS DE HIPÓTESIS E

INTERVALOS DE CONFIANZA 8.2 ELEMENTOS DE UNA PRUEBA ESTADÍSTICA DE HIPÓTESIS 8.3 EVALUACIÓN DE LAS PROPIEDADES DE UNA PRUEBA ESTADÍSTICA 8.4 OBTENCIÓN DE PRUEBAS ESTADÍSTICAS 8.5 ELECCIÓN DE LA HIPÓTESIS NULA Y ALTERNATIVA 8.6 PRUEBA DE LA MEDIA DE UNA POBLACIÓN 8.7 NIVEL DE SIGNIFICANCIA OBSERVADO EN UNA PRUEBA 8.8 PRUEBA DE DIFERENCIA ENTRE LAS MEDIAS DE DOS POBLACIONES DE

MUESTRAS INDEPENDIENTES 8.9 PRUEBA DE DIFERENCIA ENTRE LAS MEDIAS DE DOS POBLACIONES DE

PARES COINCIDENTES

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE PRUEBA ESTADÍSTICA DE HIPÓTESIS Y EL PROCEDIMIENTO DE DETERMINACIÓN DE SU INTERVALO DE CONFIANZA

• EXPLICAR EL PROCEDIMIENTO DE APLICACIÓN DE UNA PRUEBA ESTADÍSTICA DE HIPÓTESIS

• EXPLICAR LA IMPORTANCIA DE REALIZAR EL ANÁLISIS DE LA DIFERENCIA ENTRE LAS MEDIAS DE DOS POBLACIONES, Y EL PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR DICHA DIFERENCIA EN LOS CASOS DE MUESTRAS INDEPENDIENTES Y DE MUESTRAS CON PARES COINCIDENTES

20 • EJERCICIOS DE PRUEBAS ESTADÍSTICAS DE HIPÓTESIS. • EJERCICIOS DE DETERMINACIÓN DEL INTERVALO DE CONFIANZA DE

UNA PRUEBA ESTADÍSTICA DE HIPÓTESIS. • EJERCICIOS DE PRUEBA DE LA MEDIA DE UNA POBLACIÓN • EJERCICIOS DE LA DETERMINACIÓN DEL NIVEL DE SIGNIFICANCIA. DE

UNA PRUEBA ESTADÍSTICA DE HIPÓTESIS • EJERCICIOS DE ESTIMACIÓN DE LA DIFERENCIA ENTRE LAS MEDIAS DE

DOS POBLACIONES.

• REALIZAR PRUEBAS ESTADÍSTICAS DE HIPÓTESIS • ESTIMAR EL INTERVALO DE CONFIANZA DE UNA PRUEBA ESTADÍSTICA

DE HIPÓTESIS Y SU NIVEL DE SIGNIFICANCIA • ESTIMAR LA DIFERENCIA ENTRE LAS MEDIAS DE DOS POBLACIONES,

YA SEA DE MUESTRAS INDEPENDIENTES O CON PARES COINCIDENTES. .

21 8.10 PRUEBA DE LA PROPORCIÓN DE UNA POBLACIÓN 8.11 PRUEBA DE LA DIFERENCIA ENTRE LAS PROPORCIONES DE DOS

POBLACIONES 8.12 PRUEBA DE LA VARIANZA DE UNA POBLACIÓN 8.13 PRUEBA DE LA RAZÓN DE LAS VARIANZAS DE DOS POBLACIONES. 8.14 PRUEBAS DE BONDAD DE AJUSTE JI CUADRADA.

• REALIZAR LA PRUEBA DE LA PROPORCIÓN DE UNA POBLACIÓN • REALIZAR LA PRUEBA DE LA DIFERENCIA ENTRE LAS PROPORCIONES

DE DOS POBLACIONES. • REALIZAR LA PRUEBA DE LA VARIANZA DE UNA POBLACIÓN • REALIZAR LA PRUEBA DEL COCIENTE DE LAS VARIANZAS DE DOS

POBLACIONES Y PRUEBAS DE BONDAD DE AJUSTE.

22 EJERCICIOS DE • PRUEBA DE LA PROPORCIÓN DE UNA POBLACIÓN • PRUEBA DE LA DIFERENCIA ENTRE LAS PROPORCIONES DE DOS

POBLACIONES • PRUEBA DE LA VARIANZA DE UNA POBLACIÓN • PRUEBA DE LA RAZÓN DE LAS VARIANZAS DE DOS POBLACIONES. • PRUEBAS DE BONDAD DE AJUSTE JI CUADRADA.

• REALIZAR LA PRUEBA DE LA PROPORCIÓN DE UNA POBLACIÓN • REALIZAR LA PRUEBA DE LA DIFERENCIA ENTRE LAS PROPORCIONES

DE DOS POBLACIONES. • REALIZAR LA PRUEBA DE LA VARIANZA DE UNA POBLACIÓN • REALIZAR LA PRUEBA DEL COCIENTE DE LAS VARIANZAS DE DOS

POBLACIONES • REALIZAR LA PRUEBA DE BONDAD DE AJUSTE.

23 IX. REGRESIÓN LINEAL SIMPLE, CORRECLACIÓN Y REGRESIÓN NO LINEAL

9.1 UN MODELO PROBABILÍSTICO LINEAL SIMPLE 9.2 ESTIMACIÓN DE LA PENDIENTE Y ORDENADA AL ORIGEN. MÉTODO DE

MINIMIZACIÓN DEL CUADRADO DE LA DESVIACIÓN 9.3 CÁLCULO DE LA VARIANZA. UN ESTIMADOR DE LA VARIANZA 9.4 INFERENCIAS RESPECTO A LA PENDIENTE DE LA RECTA DE REGRESIÓN 9.5 COEFICIENTE DE CORRELACIÓN. 9.6 EMPLEO DEL MODELO LINEAL PARA ESTIMAR Y PREDECIR. 9.7 REGRESIÓN CUADRÁTICA 9.8 REGRESIÓN CÚBICA 9.9 REGRESIÓN POLINOMIAL.

• EXPLICAR LAS BASES DEL MÉTODO DE MÍNIMOS CUADRADOS PARA EL AJUSTE LINEAL DE UNA SERIE DE PUNTOS A UNA RECTA. ES DECIR, EXPLICAR EL PROCEDIMIENTO DE MINIMIZACIÓN DEL CUADRADO DE LAS DESVIACIONES DE LOS PUNTOS MUESTRALES CON RESPECTO AL MODELO DE LÍNEA RECTA PROPUESTO Y LA FORMA EN QUE SE ESTIMAN LAS MEJORES PENDIENTES Y ORDENADAS AL ORIGEN A LAS QUE SE AJUSTAN DICHOS PUNTOS.

• EXPLICAR LA EXTENSIÓN DE LOS CONCEPTOS DEL AJUSTE LINEAL A AJUSTES CUADRÁTICOS, CÚBICOS Y POLINOMIALES.

24 • EJERCICIOS DE REGRESIÓN LINEAL CON FUNCIONES UNIDEPENDIENTES • EJERCICIOS DE AJUSTE NO LINEAL CON FUNCIONES UNIDEPENDIENTES

• UTILIZAR EL MÉTODO DE MÍNIMOS CUADRADOS PARA REALIZAR EL AJUSTE LINEAL DE UNA SERIE DE DATOS PARA FUNCIONES UNIDEPENDIENTES, MEDIANTE EL USO DE SOFTWARE.

• UTILIZAR EL MÉTODO DE MINIMIZACIÓN DEL CUADRADO DEL ERROR PARA LLEVAR A CABO EL AJUSTE DE UNA SERIE DE DATOS A FUNCIONES CUADRÁTICAS, CÚBICAS, POLINOMIALES, ETC, PARA FUNCIONES UNIDEPENDIENTES.

25 X. REGRESIÓN LINEAL MÚLTIPLE 10.1 MODELOS LINEALES GENERALES. 10.2 HIPÓTESIS DEL MODELO 10.3 AJUSTE DEL MODELO. MÉTODO DE MÍNIMOS CUADRADOS 10.4 LAS ECUACIONES DE MÍNIMOS CUADRADOS Y SU RESOLUCIÓN 10.5 PROPIEDADES DE LOS ESTIMADORES DE MÍNIMOS CUADRADOS

PENDIENTES Y ORDENADA AL ORIGEN 10.6 INTERVALOS DE CONFIANZA 10.7 VERIFICACIÓN DE LA HIPÓTESIS. ANÁLISIS DE RESIDUALES 10.8 INTERPOLACIÓN Y EXTRAPOLACIÓN

• EXPLICAR EL FUNDAMENTO DE LA REGRESIÓN LINEAL MÚLTIPLE Y LA APLICACIÓN DEL MÉTODO DE MÍNIMOS CUADRADOS PARA ESTIMAR LOS PARÁMETROS ÓPTIMOS DE LA REGRESIÓN. ES DECIR, AQUELLAS PENDIENTES RESPECTO A CADA VARIABLE INDEPENDIENTE Y AQUELLA ORDENADA AL ORIGEN QUE MINIMIZAN EL CUADRADO DEL ERROR DE LOS PUNTOS AJUSTADOS.

26 • EJERCICIOS DE REGRESIÓN LINEAL MÚLTIPLE.

• UTILIZAR SOFTWARE PARA LLEVAR A CABO LA REGRESIÓN LINEAL MÚLTIPLE DE SERIES DE DATOS CORRESPONDIENTES A FUNCIONES MULTIDEPENDIENTES.

27 XI. ANÁLISIS DE VARIANZA 11.1 INTRODUCCIÓN ALA ANÁLISIS DE VARIANZA. 11.2 DISEÑO DE EXPERIMENTOS. TERMINOLOGÍA. 11.3 DISEÑOS QUE REDUCEN EL RUIDO. 11.4 DISEÑOS QUE AUMENTAN EL VOLUMEN. 11.5 SELECCIÓN DEL TAMAÑO DE MUESTRA. 11.6 JUSTIFICACIÓN DE UN ANÁLISIS DE VARIANZA. 11.7 TABLA DE ANÁLISIS DE VARIANZA PARA UN DISEÑO COMPLETAMENTE

ALEATORIZADO. 11.8 ESTIMACIÓN PARA EL DISEÑO COMPLETAMENTE ALEATORIZADO. 11.9 ALGORITMO PARA EL ANOVA DE UN DISEÑO COMPLETAMENTE

ALEATORIZADO.

• EXPLICAR LA UTILIDAD DEL ANÁLISIS DE VARIANZA EN EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS Y EN LA DETERMINACIÓN DE LA IMPORTANCIA RELATIVA DE LAS VARIABLES QUE AFECTAN A UN EVENTO.

• EXPLICAR CADA UNO DE LOS PASOS DEL ALGORITMO DE ANÁLISIS DE VARIANZA PARA DISEÑOS COMPLETAMENTE ALEATORIZADOS

28 • EJERCICIOS DE APLICACIÓN DEL ALGORITMO DE ANÁLISIS DE VARIANZA PARA DISEÑOS COMPLETAMENTE ALEATORIZADOS

• UTILIZAR SOFTWARE PARA REALIZAR EL ANÁLISIS DE VARIANZA PARA DISEÑOS COMPLETAMENTE ALEATORIZADO

29 11.10 ESTIMACIÓN EN EL DISEÑO DE BLOQUES ALEATORIZADOS. 11.11 ALGORITMO PARA EL ANOVA PARA EL DISEÑO DE BLOQUES

ALEATORIZADOS 11.12 ESTIMACIÓN PARA EL DISEÑO EN CUADRO LATINO 11.13 ALGORITMO PARA UN DISEÑO EN CUADRO LATINO

• EXPLICAR CADA UNO DE LOS PASOS DEL ALGORITMO DE ANÁLISIS DE VARIANZA PARA DISEÑOS DE BLOQUES ALEATORIZADOS

• EXPLICAR CADA UNO DE LOS PASOS PARA DISEÑOS DE CUADRO LATINO

30 • EJERCICIOS DE APLICACIÓN DEL ALGORITMO DE ANÁLISIS DE VARIANZA PARA DISEÑOS DE BLOQUES ALEATORIZADOS

• EJERCICIOS DE APLICACIÓN DEL ALGORITMO PARA DISEÑOS DE CUADROS LATINOS

• UTILIZAR SOFTWARE PARA REALIZAR EL ANÁLISIS DE VARIANZA PARA DISEÑOS DE BLOQUES ALEATORIZADOS.

• UTILIZAR SOFTWARE PARA EL ANÁLISIS DE VARIANZA PARA DISEÑOS DE CUADRO LATINO

31 11.14 ANÁLISIS DE VARIANZA PARA EXPERIMENTOS MULTIFACTORIALES 11.15 ALGORITMO PARA EL ANOVA DE EXPERIMENTOS MULTIFACTORIALES 11.16 ANOVA PARA UNA CLASIFICACIÓN DE DATOS K-DIRECCIONAL 11.17 PROCEDIMIENTOS PARA REALIZAR COMPARACIONES MÚLTIPLES DE

MEDIAS DE TRATAMIENTO 11.18 VERIFICACIÓN DE LAS HIPÓTESIS DEL ANOVA

• EXPLICAR CADA UNO DE LOS PASOS DEL ALGORITMO DE ANÁLISIS DE VARIANZA PARA DISEÑOS MULTIFACTORIALES

• EXPLICAR EL MÉTODO DE ANOVA PARA UNA CLASIFICACIÓN DE DATOS K-DIRECCIONAL

• EXPLICAR LOS PROCEDIMIENTOS PARA REALIZAR COMPARACIONES MÚLTIPLES DE MEDIAS DE TRATAMIENTO

• EXPLICAR LA FORMA EN QUE SE REALIZA LA VERIFICACIÓN DE LAS HIPÓTESIS DE LOS ANÁLISIS DE VARIANZA.

32 • EJERCICIOS DE LA APLICACIÓN DEL ALGORITMO DE ANÁLISIS DE VARIANZA PARA DISEÑOS MULTIFACTORIALES

• EJERCICIOS DE COMPARACIÓN MÚLTIPLE DE MEDIAS DE TRATAMIENTO

• EJERCICIOS DE LA VERIFICACIÓN DE LAS HIPÓTESIS DEL ANOVA

• UTILIZAR SOFTWARE PARA REALIZAR EL ANÁLISIS DE VARIANZA PARA DISEÑOS MULTIFACTORIALES.

• REALIZAR LA COMPARACIÓN DE MÚLTIPLES MEDIAS DE TRATAMIENTO

• VERIFICAR LAS HIPÓTESIS DEL ANÁLISIS DE VARIANZA Y TOMAR DECISIONES EN CUANTO A LA IMPORTANCIA RELATIVA DE CADA VARIABLE QUE INTERVIENE EN UN EVENTO.

BIBLIOGRAFÍA: BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: MENDENHALL, BEAVER & BEAVER INTRODUCCIÓN A LA PROBABILIDAD Y ESTADÍSTICA. THOMSON EDITORES. MÉXICO, 2002 WEIMER, RICHARD C. ESTADÍSTICA. CECSA. MÉXICO, 2001 DEVORE, JAY L. PROBABILIDAD Y ESTASÍSTICA PARA INGENIERÍA YCIENCIAS. 5ª EDICIÓN THOMSON EDITORES. MÉXICO, 2002.. SOTOMAYOR, G & WISNIEWSKI, P.M. PROBABILIDAD Y ESTADÍSTICA PARA INGENIERÍA Y CIENCIAS THOMSON. MÉXICO, 2001 VELASCO & WISNIEWSKI PROBLEMARIO DE PROBABILIDAD PARA CIENCIAS E INGENIERÍA. THOMSON EDITORES, MÉXICO, 2002. MILLER, IRVIN Y FREUND, JOHN E. PROBABILIDAD Y ESTADÍSTICA PARA INGENIEROS. 5ª EDICIÓN. PRENTICE HALL HISPANOAMERICANA. MÉXICO, 1997 WACKERLY, MENDENHALL & SCHEAFFER ESTADÍSTICA MATEMÁTICA CON APLICACIONES. THOMSON EDITORES. MÉXICO, 2002 MANZANO, VICENTE ANÁLISIS ESTADÍSTICO CON EL SPSS/PC+ RAMA. MADRID, ESPAÑA, 1997 VISAUTA VINACUA, B. ANÁLISIS ESTADÍSTICO CON SPSS PARA WINDOWS MC GRAW HILL. MADRID, ESPAÑA, 1997 BOWKER,ALBERT H. ESTADÍSTICA PARA INGENIEROS PRENTICE HALL. MÉXICO, 1981 KENNEDY, JOHN B. ESTADÍSTICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA ED. HARPER ROW. MÉXICO, 1982 SPIEGEL, MURRAY R. ESTADÍSTICA. MC GRAW HILL. MADRID, 1991 CANAVOS, GEORGE C PROBABILIDAD Y ESTADÍSTICA.

MC GRAW HILL, MÉXICO, 1988 KREYZSIG, E INTRODUCCIÓN A LA ESTADÍSTICA MATEMÁTICA LIMUSA, MÉXICO, 1992 OSTLE, BERNARD ESTADÍSTICA APLICADA LIMUSA, MÉXICO, 1993 WALPOLE Y MYERS PROBABILIDAD Y ESTADÍSTICA PARA INGENIEROS. 6ª EDICIÓN PEARSON EDUCATION, MÉXICO, 1999 HINES Y MONTGOMERY PROBABILIDAD Y ESTADÍSTICA PARA INGENIERÍA Y ADMINISTRACIÓN CECSA, MÉXICO, 1993 BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: CHOU YA LUN ANÁLISIS ESTADÍSTICO INTERAMERICANA, MÉXICO, 1975 BERK, KENNETH N. & CAREY, PATRICK ANÁLISIS DE DATOS CON MICROSOFT EXCELL. THOMSON. MÉXICO, 2001 JONSON, ROBERT & KUBY, PATRICIA ESTADÍSTICA ELEMENTAL. LO ESENCIAL THOMSON. MÉXICO, 1999 TÉCNICA DE ENSEÑANZA. • EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN. • TALLER DE RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS • UTILIZACIÓN DE PAQUETES ESTADÍSTICOS DE SOFTWARE EVALUACIÓN • SERIES DE EJERCICIOS • EXÁMENES DE CONCEPTOS Y EJERCICIOS • TAREAS DE INVESTIGACIÓN REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: SERIACIÓN POR BLOQUES. EL ALUMNO DEBE HABER APROBADO POR LO MENOS EL 80% DE LAS ASIGNATURAS DE LOS 3 PRIMEROS SEMESTRES. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA: INGENIEROS, MATEMÁTICOS, FÍSICOS, PROFESIONALES DE LA QUÍMICA.


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE LA MATERIA: QUÍMICA ANALÍTICA II , QUE CURSARÁN LOS ALUMNOS DE QUINTO SEMESTRE DE INGENIERÍA QUÍMICA , HORAS/SEMANA : 6 (2 TEÓRICAS / 4 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 8 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA. SECCIÓN DE QUÍMICA

ANALÍTICA CAMPO: PROFESIONAL MODALIDAD: CURSO TEÓRICO-PRÁCTICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA ASIGNATURA PRECEDENTE: QUÍMICA ANALÍTICA I ASIGNATURA SUBSECUENTE: QUÍMICA ANALÍTICA III

QUÍMICA ANALÍTICA II. ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES SIMULTÁNEAS DE EQUILIBRIOS ÁCIDO-BASE,

COMPLEJACIÓN, PRECIPITACIÓN Y REDOX

INTRODUCCIÓN EN ALGUNAS SITUACIONES DE ANÁLISIS QUÍMICO EN VÍA HÚMEDA SE PRESENTAN O SE PROMUEVEN EQUILIBRIOS SIMULTÁNEOS ÁCIDO-BASE, COMPLEJACIÓN, PRECIPITACIÓN Y REDOX. EN OCASIONES, CONVIENE SECUESTRAR A ALGUNAS DE LAS ESPECIES DEL ANALITO POR MEDIO DE UN AGENTE COMPLEJANTE, PARA QUE DICHA ESPECIE NO INTERFIERA EN LA DETERMINACIÓN CUANTITATIVA DE LAS DEMÁS SUSTANCIAS, POR ALGÚN MÉTODO POTENCIOMÉTRICO O POR PRECIPITACIÓN. EN OTRAS CIRCUNSTANCIAS, CONVIENE APROVECHAR LOS EQUILIBRIOS DE INTERFERENCIA CON ALGUNA FINALIDAD PRÁCTICA COMO LA PROTECCIÓN ANTICORROSIVA, CONSTRUYENDO LOS DENOMINADOS DIAGRAMAS DE POURBAIX. EN ESTE SEGUNDO CURSO DE QUÍMICA ANALÍTICA SE ESTUDIAN LOS EQUILIBRIOS SIMULTÁNEOS DE FORMACIÓN DE COMPLEJOS, INTERCAMBIO DE PROTONES, ÓXIDO-REDUCCIÓN Y SOLUBILIDAD. SE REALIZAN VARIAS PRÁCTICAS SINCRONIZADAS CON LA TEORÍA Y SE ESPECIFICAN LAS APLICACIONES PRÁCTICAS EN QUÍMICA E INGENIERÍA QUÍMICA DE CADA CASO EN PARTICULAR.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO. AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE : ESCRIBIR LOS MODELOS MATEMÁTICOS QUE CARACTERIZAN LAS INTERACCIONES SIMULTÁNEAS DE LOS EQUILIBRIOS ÁCIDO-BASE, COMOPLEJACIÓN, PRECIPITACIÓN Y ÓXIDO-REDUCCIÓN; CALCULAR LAS CONCENTRACIONES DE LAS ESPECIES QUÍMICAS PARTICIPANTES, CONSTRUIR LOS DIAGRAMAS DE ZONAS DE PREDOMINIO Y ESPECIFICAR LA FROMA EN QUE DICHOS DIAGRAMAS PUEDEN USARSE PARA APLICACIONES TECNOLÓGICAS COMO LA PROTECCIÓN ELECTROQUÍMICA ANTICORROSIVA.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS: AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÀ SER CAPAZ DE:

• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTALES DE LAS INTERACCIONES SIMULTÁNEAS DE EQUILIBRIOS ÁCIDO-BASE, COMPLEJACIÓN, PRECIPITACIÓN Y ÓXIDO-REDUCCIÓN, Y ESCRIBIR LAS ECUACIONES QUE REPRESENTAN LOS EQUILIBRIOS DE DICHAS INTERACCIONES, CALCULANDO LAS CONCENTRACIONES DE LAS ESPECIES QUÍMICAS PARTICIPANTES.

• EXPLICAR LA FORMA EN QUE LA CONDICIÓN DE AMORTIGUAMIENTO (O AMORTIGUAMIENTO MÚLTIPLE) PERMITE REDUCIR EL

NÚMERO DE ECUACIONES DE EQUILIBRIO HASTA LLEGAR A UNA ECUACIÓN QUÍMICA REPRESENTATIVA.

• APLICAR ESCALAS BAJO CONDICIONES DE AMORTIGUAMIENTO EN LA PREDICCIÓN DE REACCIONES. • APLICAR DIAGRAMAS DE:

• ZONAS DE PREDOMINIO, • DIAGRAMAS DE EXISTENCIA-PREDOMINIO, • DIAGRAMAS DE POURBAIX, Y • DIAGRAMAS DE POURBAIX BAJO AMORTIGUAMIENTO MÚLTIPLE EN:

• LA PREDICCIÓN DE REACCIONES, • EL CÁLCULO DE LAS CONSTANTES CONDICIONALES, • LA SELECCIÓN DE LAS CONDICIONES PARA EFECTUAR VALORACIONES, • LA SEPARACIÓN DE IONES POR PRECIPITACIÓN, • EL USO DE ELECTRODOS, • EL ATAQUE DE MUESTRAS Y EN LA COMPRENSIÓN Y RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE CORROSIÓN.

• EXPLICAR LOS RESULTADOS EXPERIMENTALES DE TÉCNICAS Y MÉTODOS DE ANÁLISIS QUÍMICO QUE OCURRAN BAJO CONDICIONES DE AMORTIGUAMIENTO.

• QUÍMICA ANALÍTICA II. ESTUDIO DE LAS REACCIONES QUÍMICAS DE INTERCAMBIO SIMULTÁNEO DE DIFERENTES PARTÍCULAS EN MEDIOS AMORTIGUADOS DE DISOLUCIONES ACUOSAS.

P ROG R A M A : No. de sesión



1 0. INTRODUCCIÓN. 0.1 IMPORTANCIA DE LA QUÍMICA ANALÍTICA II EN LA INGENIERÌA

QUÍMICA. 0.2 EJEMPLOS DE SISTEMAS QUE SE ENALIZARÁN EN EL CURSO DE

QUÍMICA ANALÍTICA II Y SUS APLICACIONES EN LA INGENIERÍA QUÍMICA.

REACCIONES QUÍMICAS HOMOGÉNEAS BAJO CONDICIONES DE AMORTIGUAMIENTO

a. INTERACCIÓN SIMULTÁNEA ENTRE LOS EQUILIBRIOS ÁCIDO-BASE Y DE COMPLEJACIÓN.

1.2 DEFINICIÓN DE ESPECIES GENERALIZADAS Y EQUILIBRIOS GENERALIZADOS

• EXPLICAR LA IMPORTANCIA DEL ESTUDIO DE REACCIONES QUÍMICAS DE INTERCAMBIO SIMULTÁNEO DE VARIAS PARTÍCULAS EN MEDIOS AMORTIGUADOS.

• EXPLICAR Y SUBRAYAR LA IMPORTANCIA DEL CURSO DE QUÍMICA ANALÍTICA II EN LA FORMACIÓN PROFESIONAL DEL INGENIERO QUÍMICO

• EXPLICAR LA INTERACCIÓN SIMULTÁNEA QUE PRESENTAN LOS EQUILIBRIOSÁCIDO-BASE Y DE COMPLEJACIÓN.

2 EJERCICIOS.

3 c. AMORTIGUAMIENTO. i. EL FENÓMENO DE AMORTIGUAMIENTO.

ii. DEFINICIÓN DE LA CONSTANTE CONDICIONAL. iii. ECUACIÓN QUÍMICA REPRESENTATIVA.

d. EJEMPLOS.DIAGRAMAS DE ZONAS DE PREDOMINIO BIDIMENSIONALES Y PREDICCIÓN DE REACCIONES.

i. METODOLOGÍA PARA LA ELABORACIÓN DE LOS DIAGRAMAS DE ZONAS DE PREDOMINIO BIDIMENSIONALES.

ii. PREDICIÓN DE REACCIONES. iii. ENMASCARAMIENTO. iv. EJEMPLOS.

• EXPLICAR EL AMORTIGUAMIENTO COMO UNA FORMA DE REDUCIR EL NÚMERO DE ECUACIONES QUÍMICAS HASTA LLEGAR A UNA ECUACIÓN QUÍMICA REPRESENTATIVA QUE TIENE ASOCIADA UNA CONSTANTE CONDICIONAL.

• APLICAR LOS DIAGRAMAS DE ZONAS DE PREDOMINIO BIDIMENSIONALES EN LA DETERMINACIÓN DE LA ECUACIÓN QUÍMICA REPRESENTATIVA, LA DETERMINACIÓN DEL VALOR DE LA CONSTANTE CONDICIONAL Y LAS CONDICIONES MÁS ADECUADAS PARA REALIZAR LAS VALORACIONES ÁCIDO-BASE Y COMPLEJOMÉTRICAS BAJO CONDICIONES DE AMORTIGUAMIENTO.

4 PRÁCTICA DE LABORATORIO NÚMERO 1

•

5 e. VALORACIONES ÁCIDO-BASE Y COMPLEJOMÉTRICAS BAJO CONDICIONES DE AMORTIGUAMIENTO, SEGUIDAS POR POTENCIOMETRÍA Y ESPECTROFOTOMETRÍA. SELECCIÓN DE INDICADORES ÁCIDO-BASE Y METALOCRÓMICOS PARA LA DETECCIÓN DEL PUNTO DE EQUIVALENCIA.

• CONSTRUIR LAS CURVAS TEÓRICAS DE VALORACIÓN .ÁCIDO-BASE Y COMPLEJOMÉTRICAS BAJO CONDICIONES DE AMORTIGUAMIENTO, SEGUIDAS POR POTENCIOMETRÍA Y ESPECTROFOTOMETRÍA.

• SELECCIONAR LOS INDICADORES METALOCRÓMICOS Y ÁCIDO-BASE PARA LA DETECCIÓN DEL PUNTO DE EQUIVALENCIA DE VALORACIONES VOLUMÉTRICAS EN MEDIOS AMORTIGUADOS.

6 PRÁCTICA DE LABORATORIO NÚMERO 2 7 f. EJEMPLOS DE VALORACIONES ÁCIDO-BASE Y

COMPLEJOMÉTRICAS BAJO CONDICIONES DE AMORTIGUAMIENTO. • CONSTRUIR LAS CURVAS TEÓRICAS DE VALORACIÓN .ÁCIDO-BASE Y

COMPLEJOMÉTRICAS BAJO CONDICIONES DE AMORTIGUAMIENTO, SEGUIDAS POR POTENCIOMETRÍA Y ESPECTROFOTOMETRÍA.

• SELECCIONAR LOS INDICADORES METALOCRÓMICOS Y ÁCIDO-BASE PARA LA DETECCIÓN DEL PUNTO DE EQUIVALENCIA DE VALORACIONES VOLUMÉTRICAS EN MEDIOS AMORTIGUADOS.

8 PRÁCTICA DE LABORATORIO NÚMERO 3 •

9 SOLUBILIDAD Y REACCIONES DE PRECIPITACIÓN BAJO CONDICIONES DE AMORTIGUAMIENTO

g. SOLUBILIDAD ASOCIADA A ESPECIES GENERALIZADAS i. DEFINICIÓN DE SOLUBILIDAD ASOCIADA A

ESPECIES GENERALIZADAS ii. EQUILIBRIOS GENERALIZADOS DE

SOLUBILIDAD Y PRECIPITACIÓN.

• CUANTIFICAR LA INTERACCIÓN SIMULTÁNEA QUE PRESENTAN LOS EQUILIBRIOS ÁCIDO-BASE Y DE COMPLEJACIÓN SOBRE LA SOLUBILIDAD Y LAS REACCIONES DE PRECIPITACIÓN.

•

10 PRÁCTICA DE LABORATORIO NÚMERO 4 11 h. AMORTIGUAMIENTO

i. SOLUBILIDAD ASOCIADA A UNA ESPECIE QUÍMICA REPRESENTATIVA.

ii. REACCIONES DE PRECIPITACIÓN EN MEDIOS AMORTIGUADOS.

• CARACTERIZAR CUANTITATIVAMENTE EL AMORTIGUAMIENTO PARA LLEGAR A UNA SOLUBILIDAD ASOCIADA A UNA ESPECIE REPRESENTATIVA Y A UNA ECUACIÓN QUÍMICA REPRESENTATIVA DE PRECIPITACIÓN QUE TIENEN ASOCIADA UNA CONSTANTE CONDICIONAL.

12 PRÁCTICA DE LABORATORIO NÚMERO 5 13 i. DIAGRAMAS DE EXISTENCIA-PREDOMINIO.

i. USO DE DIAGRAMAS DE EXISTENCIA-PREDOMINIO EN LA SEPARACIÓN DE IONES POR PRECIPITACIÓN Y EN LA PREDICIÓN DE REACCIONES DE PRECIPITACIÓN.

ii. ENMASCARAMIENTO. iii. CURVAS DE VALORACIÓN PARA

REACCIONES DE PRECIPITACIÓN EN MEDIOS AMORTIGUADOS

• APLICAR LOS DIAGRAMAS DE EXISTENCIA-PREDOMINIO BIDIMENSIONALES EN LAS TÉCNICAS DE SEPARACIÓN DE IONES POR PRECIPITACIÓN

• ESTABLECER LAS CONDICIONES PARA EFECTUAR VALORACIONES POR PRECIPITACIÓN CUANTITATIVAS EN MEDIOS AMORTIGUADOS

14 PRÁCTICA DE LABORATORIO NÚMERO 6 • 15 2.3.4 EJEMPLOS DE CONSTRUCCIÓN DE CURVAS DE VALORACIÓN PARA

REACCIONES DE PRECIPITACIÓN EN MEDIOS AMORTIGUADOS • REALIZAR LOS CÁLCULOS NECESARIOS PARA CONSTRUIR LAS CURVAS

TEÓRICAS DE VALORACIÓN POR PRECIPITACIÓN EN MEDIOS AMORTIGUADOS Y PREDECIR LOS VOLÚMENES CORRESPONDIENTES A LOS PUNTOS DE EQUIVALENCIA.

16 PRÁCTICA DE LABORATORIO NÚMERO 7 • 17 REACCIONES DE ÓXIDO-REDUCCIÓN BAJO CONDICIONES DE

AMORTIGUAMIENTO j. EQUILIBRIOS ÓXIDO-REDUCCIÓN GENERALIZADOS

i. DEFINICIÓN DE POTENCIALES ESTÁNDAR CONDICIONALES Y DE POTENCIALES CONDICIONALES

ii. AMORTIGUAMIENTO. iii. ECUACIONES REPRESENTATIVAS DE ÓXIDO-

REDUCIÓN.

• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS DE LA INTERACCIÓN SIMULTÁNEA QUE PRESENTAN LOS EQUILIBRIOS ÁCIDO-BASE, DE COMPLEJACIÓN, DE SOLUBILIDAD Y PRECIPITACIÓN SOBRE ,LOS EQUILIBRIOS DE ÓXIDO-REDUCCIÓN, Y ESTABLECER LOS MODELOS MATEMÁTICOS CORRESPONDIENTES.

• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS DEL AMORTIGUAMIENTO COMO UNA FORMA DE LLEGAR A UNA ECUACIÓN QUÍMICA REPRESENTATIVA DE ÓXIDO-REDUCCIÓN QUE TENGA ASOCIADA UNA CONSTANTE CONDICIONAL.

18 PRÁCTICA DE LABORATORIO NÚMERO 8 • 19 k. DIAGRAMAS DE POURBAIX Y DE TIPO POURBAIX BAJO

AMORTIGUAMIENTO MÚLTIPLE i. CONSTRUCCIÓN DE DIAGRAMAS DE

POURBAIX ii. CONSTRUCCIÓN DE DIAGRAMAS TIPO

POURBAIX BAJO AMORTIGUAMIENTO MÚLTIPLE

iii. ESTABILIZACIÓN Y DESESTABILIZACIÓN DE ESTADOS DE OXIDACIÓN POR EFECTO DE AMORTIGUAMIENTO

• CONSTRUIR Y UTILIZAR LOS DIAGRAMAS DE POURBAIX SIMPLES Y BAJO AMORTIGUAMIENTO MÚLTIPLE EN LA PREDICCIÓN DE ZONAS DE PREDOMINIO.

20 PRÁCTICA DE LABORATORIO NÚMERO 9 • 21 l. ELECTRODOS INDICADORES DE SEGUNDO Y TERCER

TIPO i. CARACTERÍSTICAS Y

SELECCIÓN DE ELECTRODOS INDICADORES DE SEGUNDO Y TERCER TIPO.

• UTILIZAR LOS DIAGRAMAS DE POURBAIX Y DE TIPO POURBAIX BAJO MÚLTIPLE AMORTIGUAMIENTO PARA SELECCIONAR ELECTRODOS INDICADORES DEL SEGUNDO Y TERCER TIPO.

22 PRÁCTICA DE LABORATORIO NÚMERO 10 • 23 3.4 ATAQUE DE MUESTRAS EN MEDIOS OXIDANTES Y REDUCTORES • UTILIZAR LOS DIAGRAMAS DE POURBAIX Y DE TIPO POURBAIX BAJO

MÚLTIPLE AMORTIGUAMIENTO PARA ESPECIFICAR LAS CONDICIONES DE ATAQUE DE MUESTRAS EN MEDIOS OXIDANTES Y REDUCTORES.

24 PRÁCTICA DE LABORATORIO NÚMERO 11 • 25 3.5 VALORACIONES DE ÓXIDO-REDUCCIÓN • UTILIZAR LOS DIAGRAMAS DE POURBAIX Y DE TIPO POURBAIX BAJO

MÚLTIPLE AMORTIGUAMIENTO PARA ESPECIFICAR LAS CONDICIONES ADECUADAS PARA EFECTUAR VALORACIONES CUANTITATIVAS

26 PRÁCTICA DE LABORATORIO NÚMERO 12 • 27 3.6 ELEMENTOS DE REACCIONES ELECTROQUÍMICAS DE CORROSIÓN Y

PROTECCIÓN QUÍMICA ANTICORROSIVA. • UTILIZAR LOS DIAGRAMAS DE POURBAIX Y DE TIPO POURBAIX BAJO

MÚLTIPLE AMORTIGUAMIENTO PARA EXPLICAR ALGUNOS FENÓMENOS DE CORROSIÓN Y ESPECIFICAR ALGUNOS MÉTODOS DE PROTECCIÓN QUÍMICA ANTICORROSIVA.

28 PRÁCTICA DE LABORATORIO NÚMERO 13 • 29 PROYECTO PROYECTO 30 PROYECTO PROYECTO 31 PROYECTO PROYECTO 32 PROYECTO PROYECTO


SE PRETENDE MOTIVAR AL ESTUDIANTE EN LA REALIZACIÓN DEL TRABAJO EXPERIMENTAL BAJO LA BASE DE UN PROGRAMA DE LABORATORIO CON UN CONJUNTO DE PRÁCTICAS PREESTABLECIDAS, PARA QUE DESPUÉS DE REALIZADAS, EL ESTUDIANTE SELECCIONE UN PROYECTO QUE LE PERMITA APLICAR SU CRITERIO PARA PROPONER UNA SOLUCIÓN A UN PROBLEMA ESPECÍFICO DE ANÁLISIS QUÍMICO CUANTITATIVO, BAJO LA GUÍA DEL PROFESOR DE LABORATORIO (DE ACUERDO AL ENFOQUE DE LA CARRERA). ESTE TIPO DE TRABAJO SE PLANTEA DE TAL FORMA QUE EL ESTUDIANTE PUEDA OBTENER UNA VISIÓN DE CONJUNTO DE LAS DIFERENTES PARTES DE L CURSO.

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA: SE EMPLEARÁN LAS SIGUIENTES TÉCNICAS DIDÁCTICAS: • EXPOSICIÓN ORAL DEL PROFESOR • RESOLUCIÓN DE EJERCICICIOS ASESORADOS POR EL PROFESOR • SEMINARIOS • PROGRAMAS COMPUTACIONALES COMO UNA TÉCNICA AUXILIAR DE LA ENSEÑANZA • PRESENTACIÓN DE MATERIAL AUDIOVISUAL PARA AUMENTAR LA COMPRENSIÓN E INTERÉS A CERCA DE ALGUNOS CAPÍTULOS

• LAS ACTIVIDADES EXPERIMENTALES SE DESARROLLARÁN, DEPENDIENDO DE LA NATURALEZA DE ESTAS, EN FORMA INDIVIDUAL, EN PEQUEÑOS GRUPOS DE TRABAJO O DE MANERA DEMOSTRATIVA.

MÉTODO DE EVALUACIÓN:

SE REALIZARÁN POR LO MENOS TRES EXÁMENES PARCIALES QUE DEBEN CONTEMPLAR: • ANÁLISIS DEDUCTIVO A NIVEL RAZONABLE • OBTENCIÓN DE RESULTADOS NUMÉRICOS MEDIANTE EL USO DE TABLAS, GRÁFICAS Y ECUACIONES SE SUGIERE QUE PARA LA EVALUACIÓN FINAL DEL CURSO, LA TEORÍA Y PROBLEMAS TENGA UNA PONDERACIÓN DEL 50% Y EL LABORATORIO EL OTRO 50%.


QUÍMICA ANALÍTICA 1 PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: PROFESIONALES DE LA QUÍMICA (QUÍMICOS, INGENIEROS QUÍMICOS O QUÍMICO FARMACOBIÓLOGOS), PREFERENTEMENTE CON POSGRADO EN QUÍMICA ANALÍTICA.

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA :

ROJAS, H.A.; RAMÍREZ, M.T. EQUILIBRIO QUÍMICO DE SOLUCIONES CON MEDIO AMORTIGUADO. COLECCIÓN DE QUÍMICA ANALÍTICA, VOL.2. FESC UNAM, TREJO, G; ROJAS, H.A.; RAMÍREZ, M.T. DIAGRAMAS DE ZONAS DE PREDOMINIO APLICADOS AL ANÁLISIS QUÍMICO. LIBROS DE TEXTO Y MANUALES DE PRÁCTICA. UAM-IZTAPALAPA, MÉXICO, 1990 HARRIS, DANIEL C. ANÁLISIS QUÍMICO CUANTITATIVO. GRUPO EDITORIAL IBEROAMÉRICA. MÉXICO, 1991 DAY AND UNDERWOOD ANÁLISIS QUÍMICO CUANTITATIVO. 5a EDICIÓN. PRENTICE HALL. MÉXICO, 1989 SKOOG AND WEST. QUÍMICA ANALÍTICA. 4a EDICIÓN. Mc GRAW HILL INTERAMERICANA. MÉXICO, 1989 RINGBOM, A. FORMACIÓN DE COMPLEJOS EN QUÍMICA ANALÍTICA. ED. ALAMBRA. BARCELONA, ESPAÑA, 1995 FLASCHKA, H.A.; BARMID, A.J. y STURROCK, P.E. QUÍMICA ANALÍTICA CUANTITATIVA VOL.1. INTRODUCCIÓN A LOS PRINCIPIOS. CÍA EDITORIAL CONTINENTAL. MÉXICO, 1982 CHARLOT, GASTON. CURSO DE QUÍMICA ANALÍTICA GENERAL. TOMOS I-III. ED. TORAY-MASSON. BARCELONA, ESPAÑA,1980 RAMETTE, RICHARD, W. EQUILIBRIO Y ANÁLISIS QUÍMICO. ED. FONDO EDUCATIVO INTERAMERICANO. USA, 1983.


AYRES, GILBERT. ANÁLISIS QUÍMICO CUANTITATIVO.. HARLA. MÉXICO, 1978 KENKEL, JOHN V. ANALYTICAL CHEMISTRY FOR TECHNICIANS. CRC PRESS. BOCA RATÓN, FLORIDA, 2002


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: LABORATORIO EXPERIMENTAL MULTIDISCIPLINARIO III DEL QUINTO SEMESTRE DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 3 (3 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 3 CLAVE: 1521 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA. SECCIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA CAMPO : PROFESIONAL. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO-PRÁCTICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA (SERIACIÓN POR BLOQUES) ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN.

EN EL CURSO PARALELO DE TRANSFERENCIA DE CALOR SE ESTUDIAN LOS ASPECTOS TEÓRICOS DEL TRANSPORTE DE ENERGÍA TÉRMICA POR CONDUCCIÓN, CONVECCIÓN Y RADIACIÓN. EN EL LEM VI SE LLEVARÁ A CABO LA PARTE PRÁCTICA DE LAS OPERACIONES UNITARIAS DE INTERCAMBIO DE CALOR. EL ALUMNO CONOCERÁ Y OPERARÁ LOS INTERCAMBIADORES DE CALOR DE DOBLE TUBO, DE TUBO Y CORAZA, EVAPORADORES, HORNOS Y REFRIGERADORES, PONIENDO ESPECIAL ATENCIÓN A LA MEDICIÓN Y CONTROL MANUAL DE LAS VARIABLES DE PROCESO Y REALIZANDO LOS BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA OBTENIDOS EXPERIMENTALMENTE PARA COMPARAR CON LAS PREDICCIONES DE LOS MÉTODOS DE DIMENSIONAMIENTO DE TALES EQUIPOS. ADEMÁS DE LAS PRÁCTICAS TRADICIONALES, EL ALUMNO ELABORARÁ UN PROYECTO DE INVESTIGACIÓN QUE SERÁ REVISADO POR SU PROFESOR Y PUESTO EN MARCHA PARA CARACTERIZAR LA OPERACIÓN DE ALGÚN EQUIPO DE INTERCAMBIO DE CALOR DE QUE SE DISPONGA EN LA NAVE DEL LEM.


EXPLICAR LOS MECANISMOS BÁSICOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR, MANEJAR LOS INTERCAMBIADORES DE CALOR INSTALADOS EN EL LEM Y REALIZAR MEDICIONES DE LAS VARIABLES QUE PERMITEN CARACTERIZAR EL FUNCIONAMIENTO DE LOS EQUIPOS, PARA COMPARAR LOS RESULTADOS EXPERIMENTALES CON LOS OBTENIDOS UTILIZANDO LA METODOLOGÍA DEL DIMENSIONAMIENTO DE INTERCAMBIADORES DE DOBLE TUBO, TUBO Y CORAZA Y EVAPORADORES, ADEMÁS DE VALIDAR LAS CONDICIONES ÓPTIMAS DE OPERACIÓN DE CADA UNO DE ELLOS.

P R O G R A M A : EL CURSO CONSTA DE LAS SIGUIENTES UNIDADES: No. de HORAS


12 UNIDAD I. MANEJO DE LOS MECANISMOS DE TRANSMISIÓN DE CALOR. 1.1 CONDUCCIÓN. 1.2 CONVECCIÓN 1.3 RADIACIÓN.

12 UNIDAD III. DOCUMENTOS DE INGENIERÍA BÁSICA PARA EQUIPOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR: 3.1 ELABORACIÓN DE DIAGRAMA ISOMÉTRICO. 3.2 ELABORACIÓN DEL DIAGRAMA DE FLUJO 3.3 MANEJO DE INSTRUMENTOS ( MEDICIÓN DE TEMPERATURA, PRESIÓN, FLUJO, ETC.) 3.4 SIMBOLOGÍA 3.5 MÉTODOS DE ANÁLISIS MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN.

12 UNIDAD II. EQUIPOS EMPLEADOS EN LA TRANSFERENCIA DE CALOR 2.1 DEFINIR TEÓRICAMENTE LAS VARIABLES DEL PROCESO Y SU

INFLUENCIA SOBRE OTRAS. 2.2 COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE CALOR 2.3 NÚMEROS ADIMENSIONALES EN TRANSFERENCIA DE CALOR 2.4 MANEJO DE LAS ECUACIONES DE TRANSFERENCIA DE CALOR

12 PROYECTO


15. PRESENTACIÓN: EL LABORATORIO EXPERIMENTAL MULTIDSCIPLINARIO III TRABAJARÁ CON PROYECTOS CORTOS DISTRIBUIDOS A LO LARGO DE UN PERIODO DE 16 SEMANAS, EN LOS CUALES SE CONDIDERARAN LOS SIGUIENTES EXPERIMENTOS:

A) INTERCAMBIADOR DE CALOR DE FLUJO CRUZADO B) INTERCAMBIADOR DE CALOR DE TUBOS Y CORAZA. C) EVAPORADOR DE PELÍCULA ASCENDENTE Y DESCENDENTE.






EVALUACIÓN:


REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: SERIACIÓN POR BLOQUES. EL ALUMNO DEBE HABER ACREDITADO POR LO MENOS EL 80% DE CRÉDITOS DE LOS 3 PRIMEROS SEMESTRES. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: INGENIERO QUÍMICO, INGENIERO EN ALIMENTOS O QUÍMICOS CON EXPERIENCIA EN EL ÁREA.


BIRD, STEWART Y LIGHTFOOT. FENÓMENOS DE TRANSPORTE. REVERTÉ. MÉXICO, 1998 BENNET & MYERS. MOMENTUM, HEAT AND MASS TRANSFER. Mc GRAW HILL. USA, 1982 KERN. PROCESOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR. COMPAÑÍA EDITORIAL CONTINENTAL, MÉXICO, 1992 MILLS, ANTONY F . TRANSFERENCIA DE CALOR. Mc GRAW HILL, MÉXICO, 1996 GEANKOPLIS,CHRISTIE. PROCESOS DE TRANSPORTE Y OPERACIONES UNITARIAS. CECSA, 1998 WELTY. TRANSFERENCIA DE CALOR. LIMUSA. MÉXICO, 1994 INCROPERA. TRANSFERENCIA DE CALOR . ADISSON WESLEY, 1998 Mc CABE, W.L.;WARREN, L.; SMITH, J.C. & HARRIOT A. OPERACIONES BÁSICAS DE INGENIERÍA QUÍMICA. Mc GRAW HILL. MÉXICO, 1996

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA PERRY, ROBERT ET AL. CHEMICAL ENGINEERING HANDBOOK. Mc GRAW HILL. USA. 1994 LUDWIG. APPLIED PROCESS DESIGN FOR CHEMICAL AND PETROCHEMICAL PLANTS. GULF PUBLISHING CO. USA, 1985.


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DEESTUDIO DE LA ASIGNATURA: QUÍMICA ORGÁNICA II DEL QUINTO SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 8 (4 TEÓRICAS/4 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 12 CLAVE: 1524 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA. SECCIÓN DE QUÍMICA ORGÁNICA. CAMPO : PROFESIONAL. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO-PRÁCTICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA ASIGNATURA PRECEDENTE: QUÍMICA ORGÁNICA I ASIGNATURA SUBSECUENTE: QUÍMICA DE LOS PROCESOS INDUSTRIALES

INTRODUCCIÓN. LA QUÍMICA DE LOS GRUPOS FUNCIONALES DE MOLÉCULAS ORGÁNICAS ES DE GRAN IMPORTANCIA PARA APLICACIONES INDUSTRIALES. EN ESTE CURSO SE ESTUDIA LA REACTIVIDAD DE LOS DIFERENTES GRUPOS FUNCIONALES, ENTRE ELLOS, ALCOHOLES, ALDEHIDOS, CETONAS, ÁCIDOS CARBOXÍLICOS, ÉSTERES, ÉTERES, ETC. SE REALIZA UN ANÁLISIS TEÓRICO, PROPONIENDO LOS MECANISMOS DE REACCIÓN EN BASES A LAS REGLAS DE LAS SUSTITUCINES NUCLEOFÍLICAS, ADICIONES ELECTROFÍLICAS, CONDENSACIONES, ETC. Y SE COMPRUEBAN LAS PREDICCIONES TEÓRICAS EN EL LABORATORIO.


AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: DESCRIBIR LA ESTRUCTURA ELECTRÓNICA, ESTEREOQUÍMICA, SÍNTESIS Y REACTIVIDAD DE LOS DISTINTOS GRUPOS FUNCIONALES DE LA QUÍMICA ORGÁNICA.


DESCRIBIR EL ARREGLO ESPACIAL Y ESTRUCTURAS DE RESONANCIA DE LOS GRUPOS FUNCIONALES DE LA QUÍMICA ORGÁNICA. UTILIZAR CORRECTAMENTE LAS REGLAS DE NOMENCLATURA PARA DENOMINAR LOS DIFERENTES COMPUESTOS ORGÁNICOS

CONFORMADOS POR UNA CADENA ALIFÁTICA O AROMÁTICA QUE CONTENGA DISTINTOS GRUPOS FUNCIONALES. DESCRIBIR LAS REACCIONES EN QUE INTERVIENEN LOS DIFERENTES GRUPOS FUNCIONALES Y LAS SUSTANCIAS QUE SE OBTIENEN COMO

PRODUCTOS. PREDECIR MEDIANTE LOS CONCEPTOS TEÓRICOS ADQUIRIDOS RESPECTO A LAS PROPIEDADES DE LOS GRUPOS FUNCIONALES Y LOS

MECANISMOS DE REACCIÓN DE SUSTITUCIÓN NUCLEOFÍLICA O ELECTROFÍLICA Y DE ADICIÓN, LOS PRODUCTOS PRINCIPALES DE UNA REACCIÓN QUÍMICA ORGÁNICA.

LLEVAR A CABO EN EL LABORATORIO REACCIONES Y SÍNTESIS DE COMPUESTOS ORGÁNICOS, EXPLICANDO LOS MECANISMOS DE REACCIÓN CORRESPONDIENTES


T E M A : No. de Sesión.

T E M A :

1 UNIDAD 1. ALCOHOLES, FENOLES Y TIOLES. 1.5 INTRODUCCIÓN.

1.5.1 ALCOHOLES A) PROPIEDADES FÍSICAS (PUENTES DE HIDRÓGENO) B) ACIDEZ Y EFECTO DE SUSTITUYENTES.

1.5.2 FENOLES A) ESTRUCTURA ELECTRÓNICA B) ACIDEZ Y EFECTO DE LOS SUSTITUYENTES (INDUCTIVO,

RESONANTES Y DE POSICIÓN)

10 1.7.4 OXIDACIÓN DE ALCOHOLES PRIMARIOS. A) PREPARACIÓN DE ÁCIDOS CARBOXÍLICOS B) OBTENCIÓN SELECTIVA DE ALDEHIDOS.

2 1.6 NOMENCLATURA DE ALCOHOLES. A) NOMENCLATURA SUSTITUTIVA

A.1 COMO GRUPO FUNCIONAL PRINCIPAL A.2 COMO SUSTITUYENTE.

B) COMO ALCOHOL ALQUÍLICO C) COMO CARBINOL

11 1.7.5 OXIDACIÓN DE ALCOHOLES SECUNDARIOS. A) CON REACTIVOS DE Cr Y Mn (VII)

1.7.6 SUSTITUCIÓN ELECTROFÍLICA ALIFÁTICA EN FENOLES (REPASO) 1.7.7 USOS U OCURRENCIA.

3 INTRODUCCIÓN AL CURSO DE LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA II. 12 PRÁCTICA NÚMERO 3. OBTENCIÓN DE ÉTERES. AC. FENOXIACÉTICO Y β NEROLINA

4 1.7 NOMENCLATURA DE FENOLES A) COMO GRUPO FUNCIONAL PRINCIPAL B) COMO SUSTITUYENTE

1.8 NOMENCLATURA DE TIOLES A) COMO GRUPO FUNCIONAL PRINCIPAL B) COMO SUSTITUYENTE

13 UNIDAD II. ÉTERES. 2.1 INTRODUCCIÓN.

2.1.1 ESTRUCTURA ATÓMICA 2.1.2 CLASIFICACIÓN

A) SIMÉTRICOS B) ASIMÉTRICOS.

5 1.9 OBTENCIÓN DE ALCOHOLES. 1.9.1 FUENTES INDUSTRIALES. FERMENTACIÓN 1.9.2 MÉTODOS SINTÉTICOS

A) POR REACCIONES DE SUSTITUCIÓN. B) POR REACCIONES DE ADICIÓN. HIDRATACIÓN DE ALCOHOLES. C) POR REACCIONES DE REDUCCIÓN

C.1. REDUCCIÓN DE ALDEHIDOS C.2. REDUCCIÓN DE CETONAS.

14 2.2 NOMENCLATURA. 2.2.1 COMO ALQUILÉTER 2.2.2 COMO ÉTER ALQUÍLICO 2.2.3 COMO SUSTITUYENTE.

2.3 OBTENCIÓN. 2.3.1 FUENTES INDUSTRIALES 2.3.2 MÉTODOS SINTÉTICOS

A) SÍNTESIS DE WILLIAMSON (REPASO)

6 PRÁCTICA DE LABORATORIO NÚMERO 1: OBTENCIÓN DE ALCOHOLES. DI, TRI Y FENIL CARBINOL

15 PRÁCTICA NÚM. 4. OBTENCIÓN DE AMINAS: p- Y m-NITROANILINA

7 1.10 OBTENCIÓN DE FENOLES 1.10.1 FUENTES INDUSTRIALES. 1.10.2 MÉTODOS SINTÉTICOS

A) POR SULFONACIÓN. B) POR SUSTITUCIÓN NUCLEOFÍLICA AROMÁTICA (SNAr).

16 2.4 REACCIONES 2.4.1 HIDRÓLISIS ÁCIDA 2.4.2 SELECTIVIDAD DE REACCIÓN PARA ALQUILÉTERES.

8 1.7. REACCIONES. 1.7.1 SÍNTESIS DE HALOGENUROS DE ALQUILO

(REPASO) 1.7.2 PREPARACIÓN DE ALQUENOS.

DESHIDRATACIÓN DE ALCOHOLES (REPASO) 1.7.3 FORMACIÓN DE ALCÓXIDOS Y FENÓXIDOS.

A) SÍNTESIS DE WILLIAMSON.

17 2.5 USOS Y OCURRENCIA

9 PRÁCTICA NÚMERO 2. REACCIÓN DE FENOLES: ÁCIDO PÍCRICO Y ÁCIDO ACETILSALICÍLICO

18 PRÁCTICA NÚM. 5. REACCIÓN DE AMINAS: NARANJA DE METILO Y p-NITROCLOROBENCENO.

19 UNIDAD III. COMPUESTOS NITRO 3.1 INTRODUCCIÓN.

3.1.1 ESTRUCTURA ELECTRÓNICA 3.2 NOMENCLATURA

A) COMO GRUPO FUNCIONAL PRINCIPAL B) COMO SUSTITUYENTE

31 5.2.2 NOMENCLATURA DE CETONAS. A) NOMENCLATURA SUSTITUTIVA B) COMO ALQUILALQUILCETONA C) COMO SUSTITUYENTE.

20 3.3 OBTENCIÓN 3.3.1 PREPARACIÓN DE NITROCOMPUESTOS AROMÁTICOS (SEA)

3.4 USOS Y OCURRENCIA.

32 5.3 OBTENCIÓN. 5.3.1 FUENTES INDUSTRIALES. 5.3.2 MÉTODOS SINTÉTICOS. (REPASO GENERAL DE LOS CONTENIDOS DE

REACCIONES DE OXIDACIÓN DE ALCOHOLES) 21 PRÁCTICA NÚM. 6. OBTENCIÓN DE ALDEHIDOS Y CETONAS:

p-NITROBENZALDEHIDO Y CICLOHEXANONA 33 PRÁCTICA NÚM. 10. OBTENCIÓN DE ÁCIDOS CARBOXÍLICOS: ÁCIDO BENCÍLICO Y

REACTIVO DE CANNIZARO 22 UNIDAD IV. AMINAS.

4.1 INTRODUCCIÓN. 4.1.1 ESTRUCTURA ELECTRÓNICA 4.1.2 PROPIEDADES FÍSICAS (PUENTES DE

HIDRÓGENO) 4.1.3 BASICIDAD DE AMINAS ALIFÁTICAS.

EFECTOS DE LOS SUSTITUYENTES (INDUCTIVO Y ESTÉRICO) 4.1.4 ACIDEZ Y BASICIDAD DE ANILINAS. EFECTOS DE LOS

SUSTITUYENTES.

34 5.4 REACCIONES. 5.4.1 REACCIONES DE ADICIÓN (MECANISMO DE REACCIÓN GENERAL)

A) FORMACIÓN DE HIDRATOS, HEMIACETALES, HEMICETALES, ACETALES Y CETALES. MECANISMOS DE REACCIÓN.

B) ADICIÓN DE AMONIACO, AMINAS Y CIANURO.

23 4.2 NOMENCLATURA A) COMO GRUPO FUNCIONAL B) COMO SUSTITUYENTE.

35 C) REACCIONES DE HIDRÓGENOS EN CARBONO α D) REACCIONES DE CONDENSACIÓN ALDÓLICA. E) REACCIONES DE REDUCCIÓN.

5.5 USOS Y RECURRENCIA. 24 PRÁCTICA NÚM. 7. CONDENSACIONES DE KNOVENAGEL: CLORETONA Y

ÁCIDO CINÁMICO. 36 PRÁCTICA NÚM. 11. OBTENCIÓN DE ÉSTERES: BENZOATO DE FENILO.

25 4.3 OBTENCIÓN. 4.3.1 FUENTES INDUSTRIALES. 4.3.2 MÉTODOS SINTÉTICOS

A) POR REACCIONES DE REDUCCIÓN. B) REDUCCIÓN DE GRUPOS NITRO Y NITROSO.

37 UNIDAD VI. ÁCIDOS CARBOXÍLICOS Y DERIVADOS. 6.1 INTRODUCCIÓN.

6.1.1 ESTRUCTURA ELECTRÓNICA. 6.1.2 PRO`PIEDADES FÍSICAS. PUENTES DE HIDRÓGENO. 6.1.3 ACIDEZ DE ÁCIDOS CARBOXÍLICOS Y AMIDAS. EFECTOS

DE LOS SUSTITUYENTES.

26 4.4 REACCIONES 4.4.1 REACCIONES DE SUSTITUCIÓN 4.4.2 REACCIÓN CON HN02.

A) SALES DE DIAZONIO B) PÉRDIDA DE NITRÓGENO. REACCIÓN DE SANDMEYER,

FORMACIÓN DE FENOLES, HALOBENCENOS, ETC. C) RETENCIÓN DE NITRÓGENO. AZOCOMPUESTOS

38 6.2 NOMENCLATURA. 6.2.1 NOMENCLATURA DE ÁCIDOS CARBOXÍLICOS. A) TRIVIAL B) SUSTITUTIVA C) COMO SUSTITUYENTE D) ÁCIDOS DICARBOXÍLICOS

27 PRÁCTICA NÚM. 8 . CONDENSACIÓN DE CLAISEN-SMITH: DIBENZALACETONA 39 PRÁCT 12. REACCIÓN DE ÉSTERES: SAPONIFICACIÓN. 28 4.5 USOS Y OCURRENCIA 40 6.2.2 NOMENCLATURA ÉSTERES.

A) COMO ALQUIL(ARIL) ATO DE ALQUILO(ARILO) B) COMO ÉSTER ALQUIL(ARIL)ICO DEL ÁCIDO CORRESPONDIENTE C) COMO SUSTITUYENTE

29 UNIDAD V. ALDEHIDOS Y CETONAS. 5.1 INTRODUCCIÓN. ESTRUCTURA ELECTRÓNICA 5.2 NOMENCLATURA.

5.2.1 ALDEHIDOS A) NOMENCLATURA SUSTITUTIVA B) COMO CARBALDEHIDO C) COMO SUSTITUYENTE.

41 6.2.3 NOMENCLATURA DE AMIDAS A) SUSTITUTIVA B) CARBOXAMIDA C) COMO SUSTITUYENTE 6.2.4 NOMENCLATURA DE HALOGENUROS DE ÁCIDO A) HALOGENURO DE ALCOILO(AROILO) B) HALOGENURO DE ALQUIL(ARIL) CARBONILO C) COMO SUSTITUYENTE

30 PRÁCTICA NÚM. 9. BENZOINA Y BENCILO 42 PRÁCTICA 13. PROYECTO

43 4.2.5 ANHÍDRIDOS A) CLASIFICACIÓN A.1. SIMÉTRICOS A.2. MIXTOS. B) NOMENCLATURA B.1. COMO ANHÍDRIDO ALQUIL(ARIL) ICO B.2. COMO ANGÍDRIDOD DEL (LOS) ÁCIDO(S) CARBOXÍLICO(S) CORREPONDIENTES B.3 COMO SUSTITUYENTE.

46 4.4 REACCIONES. 4.4.1 REACCIONES DE “ÓLISIS” 4.4.2 REACCIONES DE REDUCCIÓN: PREPARACIÓN DE ALCHOLES Y ALDEHIDOS

(REPASO) 4.4.3 REACCIÓN DE DESCARBOXILACIÓN

4.5 USOS Y RECURRENCIA

44 4.3 OBTENCIÓN 4.3.1 FUENTES INDUSTRIALES 4.3.2 MÉTODOS SINTÉTICOS.

A) REACCIONES DE ÁCIDOS CARBOXÍLICOS O DERIVADOS CON ALCOHOLES, AMINAS, HALOGENUROS DE FÓFORO, CLORURO DE TIONILO.

47 EJERCICIOS DE SUSTITUCIÓN NUCLEOFÍLICA ALIFÁTICA.

45 PROYECTO 48 PROYECTO


EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN DE LOS TEMAS DEL CURSO. SE SUGIERE ÚNICAMENTE VER EL MECANISMO DE REACCIÓN

GENERAL PARA CADA TIPO DE REACCIÓN. SE SUGIERE EMPLEAR MATERIAL DIDÁCTICO DE APOYO (MODELOS

MOLECULARES, ACETATOS, DIAPOSITIVAS, VIDEOS, PROYECCIONES POR COMPUTADORA) PARA AGILIZAR LA CLASE.


AL INICO DE CADA SESISÓN SERÍA CONVENIENTE QUE LOS ALUMNOS ENTREGUEN UN BREVE RESUMEN DE LA CLASE ANTERIOR Y LA RESOLUCIÓN DE TAREAS ASIGNADAS.

RESOLVER EJERCICIOS TOMADOS DE LOS LIBROS DE TEXTO DURANTE TODA LA SESIÓN.

EVALUACIÓN:

SE RECOMIENDAN 3 Ó 4 EXÁMENES PARCIALES ESCRITOS Y ORALES. ES DECIR, UNA VEZ REALIZADO EL EXAMEN ESCRITO SE CITA AL ALUMNO Y EN BASE AL DOCUMENTO GENERADO, SELE HACEN UNA SERIE DE PREGUNTAS DE LOS TEMAS QUE SE CONSIDERE NECESITE PARA REAFIRMAR SUS CONOCIMIENTOS Y ASÍ DETERMINAR SU CALIFICACIÓN FINAL.


APEGADOS A LOS OBJETIVOS QUE SE PERSIGUEN EN CADA UNIDAD, SIN QUE

LLEGUEN A SER EXTENSOS Y TRATAR DE EVITAR LAS PREGUNTAS CON RESPUESTA CONSECUTIVA, YA QUE SE HA CONTEMPLADO QUE REPRESENTAN UN GRAN PROBLEMA PARA UNA EVALUACIÓN JUSTA.



EN CUANTO A LAS SESIONES PRÁCTICAS, SE EVALUARÁ EN BASE A: UN EXAMEN TEÓRICO-PRÁCTICO CUESTIONARIO PREVIO, EN EL QUE SE HACE ESPECIAL ÉNFASIS EN EL

FUNDAMENTO DE LA PRÁCTICA, CON LA FINALIDAD DE QUE EL ALUMNO COMPRENDA QUE CADA UNO DE LOS PASOS A SEGUIR TIENE UNA RAZÓN DE SER.

DESEMPEÑO EN EL TRABAJO EXPERIMENTAL REPORTE DE LA SESIÓN.

SE SUGIERE QUE PARA LA CALIFICACIÓN FINAL DEL CURSO, LA TEORÍA Y PROBLEMAS TENGAN UN VALOR DEL 50% Y EL LABORATORIO DEL 50%. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: NINGUNO. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: EL PROFESOR QUE IMPARTA ESTA ASIGNATURA DEBERÁ AL MENOS TENER EL TÍTULO DE LICENCIATURA EN QUÍMICA, QUÍMICA INDUSTRIAL, QUÍMICO FARMACÉUTICO BIÓLOGO, INGENIERÍA QUÍMICA, PERO SE DESEARÍA QUE EL PROFESOR TENGA EL GRADO DE MAESTRO EN CIENCIAS CON ORIENTACIÓN EN QUÍMICA ORGÁNICA.

BIBLIOGRAFÍA

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: Mc MURRY, J. QUÍMICA ORGÁNICA. 5ª EDICIÓN. EDIT. THOMSON. MÉXICO, 2000 MORRISON, R. QUÍMICA ORGÁNICA. 5ª EDICIÓN ADDISON-WESLEY LONGMAN. MÉXICO, 1998 SOLOMONS, T.W.G. ORGANIC CHEMISTRY. EDIT. JOHN WILEY AND SONS. N.Y. 1990 STANLEY, H. PINE y JAMES B. HENDRICKSON QUÍMICA ORGÁNICA Mc GRAW HILL. MÉXICO, 1990 STREIWEISER, A. QUÍMICA ORGÁNICA. 3ª EDICIÓN Mc GRAW HILL. MÉXICO, 1989 WADE, L.Jr. QUÍMICA ORGÁNICA. 2ª EDICIÓN PRENTICE HALL. MÉXICO, 1993 WINGROVE, A. S. QUÍMICA ORGÁNICA. 1ª EDICIÓN HARLA. MÉXICO, 1984 BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: IUPAC 1974 RECOMMENDATIONS. PURE APPL. CHEM, 45, 1976 MARCH, J. ADVANCED ORGANIC CHEMISTRY. McGRAW HILL KOGAKUSTA LTD. 5ª EDICIÓN. TOKIO, 1998


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: FISICOQUÍMICA DE SUPERFICIES Y COLOIDES DEL QUINTO SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 5 (3 TEÓRICAS/2 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 8 CLAVE: 1520 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA. SECCIÓN DE FISICOQUÍMICA CAMPO : PROFESIONAL. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO-PRÁCTICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA (HABER CUBIERTO 80% DE CRÉDITOS DE LOS TRES PRIMEROS SEMESTRES). ASIGNATURA SUBSECUENTE : NINGUNA

INTRODUCCIÓN EN UNA GRAN CANTIDAD DE PROCESOS INDUSTRIALES SE TRABAJA CON SISTEMAS BIFÁSICOS SÓLIDO-FLUIDO O FLUIDO-FLUIDO. EN EL INTERIOR DE CADA UNA DE LAS FASES EXISTEN FUERZAS DE COHESIÓN, MIENTRAS QUE EN EL CONTACTO ENTRE FASES SE PRESENTAN FUERZAS DE ADHERENCIA. LA DIFERENCIA ENTRE AMBAS FUERZAS DAN ORIGEN A LA DENOMINADA TENSIÓN INTERFACIAL O TENSIÓN SUPERFICIAL. DICHA TENSIÓN A SU VEZ, ORIGINA FENÓMENOS TAN IMPORTANTES EN APLICACIONES INDUSTRIALES COMO LA ADHERENCIA, LA DETERGENCIA, LA FLOTACIÓN, LA LUBRICACIÓN, EL ESPUMADO, ETCÉTERA. OTRO PROBLEMA DE GRAN IMPORTANCIA POR SUS APLICACIONES A NIVEL INDUSTRIAL ES LA ADSORCIÓN, QUE PUEDE LLEVARSE A CABO FÍSICA O QUÍMICAMENTE. LAS ENERGÍAS INVOLUCRADAS PERMITEN RECONOCER SI EXISTEN O NO REACCIONES QUÍMICAS DURANTE EL PROCESO. LA CONSTRUCCIÓN DE LAS ISOTERMAS DE ADSORCIÓN DAN LA POSIBILIDAD DE ACCEDER A UN CONOCIMIENTO MÁS PROFUNDO DEL SISTEMA. POR OTRA PARTE, VARIOS PROCESOS INDUSTRIALES DE POLIMERIZACIÓN SE LLEVAN A CABO EN EMULSIONES, POR LO QUE ES NECESARIO CONOCER LOS MODELOS CUANTITATIVOS CON LOS QUE SE PREDICE LA ESTABILIDAD DE EMULSIONES Y COLOIDES. EN ESTE CURSO DE FISICOQUÍMICA DE SUPERFICIES Y COLOIDES, SE ANALIZA LA TERMODINÁMICA DE LOS FENÓMENOS INTERFACIALES, SE ESPECIFICAN LOS MODELOS MATEMÁTICOS QUE PERMITEN CALCULAR LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS EN LA INTERFASE, Y SE DESCRIBEN LOS PROCESOS INDUSTRIALES EN DONDE SE PUEDEN APLICAR LOS FENÓMENOS ASOCIADOS A LAS FUERZAS DE TENSIÓN SUPERFICIAL. PARALELAMENTE SE LLEVAN A CABO PRÁCTICAS DE LABORATORIO SINCRONIZADAS CON EL AVANCE DE LA TEORÍA. COMBINÁNDOSE DICHAS PRÁCTICAS CON SESIONES DE RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS ASESORADOS POR EL PROFESOR.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO. AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: IDENTIFICAR LOS FENÓMENOS FÍSICOS Y QUÍMICOS QUE SUCEDEN EN LAS INTERFASES FLUIDO-FLUIDO Y SÓLIDO-FLUIDO, ESCRIBIENDO LOS MODELOS MATEMÁTICOS QUE CARACTERIZAN CADA UNO DE ELLOS Y QUE PERMITEN CALCULAR TENSIONES INTERFACIALES, Y CONCENTRACIONES EN CADA UNA DE LAS INTERCARAS, ADEMÁS DE SU DEPENDENCIA CON LA TEMPERATURA Y PRESIÓN, PARA FINALMENTE DESCRIBIR LA FISICOQUÍMICA DE FENÓMENOS DE ADHERENCIA, DETERGENCIA, FLOTACIÓN, MOJADO, LUBRICACIÓN, ADSORCIÓN,ESTABILIDAD COLOIDAL, FLOCULACIÓN, FORMACIÓN DE ESPUMAS, ETC.,TAN ÚTILES EN EL DISEÑO DE EQUIPOS Y PROCESOS DE LA INGENIERÍA QUÍMICA.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS. AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE:

ESCRIBIR LOS MODELOS MATEMÁTICOS QUE CARACTERIZAN CADA UNO DE LOS FENÓMENOS DE TENSIÓN SUPERFICIAL E INTERFACIAL, EXPLICANDO EL SIGNIFICADO FÍSICO DE CADA TÉRMINO. RESOLVER DICHOS MODELOS PARA CALCULAR LA DEPENDENCIA DE LA TENSIÓN SUPERFICIAL CON LA CONCENTRACIÓN Y PROPIEDADES EN EXCESO EN LA SUPERFICIE.

CALCULAR LA TENSIÓN SUPERFICIAL SOBRE PELÍCULAS Y EXPLICAR LAS APLICACIONES INDUSTRIALES DE LOS FILMS

CONSTITUIDOS POR MONOCAPAS.

EXPLICAR EL COMPORTAMIENTO DE LOS MATERIALES TENSOACTIVOS Y LOS FENÓMENOS ASOCIADOS A SUS PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS TALES COMO DETERGENCIA, LUBRICACIÓN, CAPILARIDAD, ETC.

EXPLICAR LOS FENÓMENOS DE FISISORCIÓN Y QUIMISORCIÓN, ESCRIBIENDO LOS MODELOS MATEMÁTICOS DE CADA UNO DE ELLOS

Y RESOLVIÉNDOLOS PARA CALCULAR LAS CONCENTRACIONES Y FLUJOS DE LAS ESPECIES INVOLUCRADAS.

EXPLICAR EL COMPORTAMIENTO FISICOQUÍMICO DE SISTEMAS COLOIDALES Y ESTIMAR SU ESTABILIDAD, SUS PROPIEDADES CINÉTICAS Y ELECTROCINÉTICAS, PARA SU USO CORRECTO EN EL DISEÑO DE PROCESOS DE FLOCULACIÓN Y SEDIMENTACIÓN.

EXPLICAR EL COMPORTAMIENTO FISICOQUÍMICO DE EMULSIONES Y ESPUMAS, SU ESTABILIDAD Y SUS APLICACIONES

INDUSTRIALES.


TEMA: No. de sesión

TEMA

1 UNIDAD 0. GENERALIDADES E INTRODUCCIÓN. 0.1 EJEMPLOS DE FENÓMENOS DE SUPERFICIE 0.2 IMPORTANCIA DEL ESTUDIO DE LA FISICOQUÍMICA DE LOS

FENÓMENOS DE SUPERFICIE EN LA FORMACIÓN PROFESIONAL DEL INGENIERO QUÍMICO.

17 4.3 FENÓMENOS DE DETERGENCIA, FLOTACIÓN, MOJADO, LUBRICACIÓN, ADHESIÓN, COHESIÓN, CAPILARIDAD, ETC.

RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS RELACIONADOS A TENSIONES INTERFACIALES EN SISTEMAS SÓLIDO-LÍQUIDO

2 INTRODUCCIÓN AL CURSO DE LABORATORIO DE FENÓMENOS DE SUPERFICIE.

18 PRÁCTICA 5. CAPILARIDAD

3 UNIDAD I. FENÓMENOS INTERFACIALES EN SISTEMAS LÍQUIDO-LÍQUIDO Y LÍQUIDO-VAPOR. 1.1 TENSIÓN SUPERFICIAL E INTERFACIAL. 1.1.1 TENSIÓN SUPERFICIAL Y SU DEPENDENCIA CON LA TEMPERATURA Y

PRESIÓN. 1.1.2 MODELOS MATEMÁTICOS:

A) ECUACIÓN DE YOUNG-LAPLACE B) ECUACIÓN DE KELVIN.

1.1.3 MÉTODOS PARA MEDIR LA TENSIÓN SUPERFICIAL E INTERFACIAL.

19 UNIDAD V. ADSORCIÓN. 5.1 ADSORCIÓN SÓLIDO-GAS 5.2 TIPOS DE ADSORCIÓN : QUIMISORCIÓN Y FISISORCIÓN. 5.3 VARIABLES QUE AFECTAN A LA ADSORCIÓN ( PREDSIÓN, TEMPERATURA, CONCENTRACIÓN,

GEOMETRÍA, ETC) 5.4 ISOTERMAS DE HENRY, LANGMUIR, FREUNDLICH Y B.E.T.

4 PRÁCTICA 1. DETERMINACIÓN DE LA TENSIÓN SUPERFICIAL. 20 RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE ADSORCIÓN SÓLIDO-GAS. 5 RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE TENSIÓN SUPERFICIAL E INTERFACIAL 21 5.5 APLICACIONES DEL FENÓMENO DE ADSORCIÓN: CROMATOGRAFÍA, INTERCAMBIO IÓNICO Y

CATÁLISIS 6 RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE TENSIÓN SUPERFICIAL E INTERFACIAL. 22 PRÁCTICA 6. ADSORCIÓN DE ÁCIDO ACÉTICO SOBRE CARBÓN ACTIVADO. 7 UNIDAD II. ADSORCIÓN Y ORIENTACIÓN EN INTERCARAS.

2.1 ACTIVIDAD SUPERFICIAL. TRABAJO DE ADHESIÓN Y COHESIÓN. 2.2 RELACIÓN DE LA TENSIÓN SUPERFICIAL CON LA CONCENTRACIÓN. 2.3 TENSIÓN SUPERFICIAL EN SOLUCIONES

23 UNIDAD VI. SISTEMAS COLOIDALES. 6.1 CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS COLOIDALES. 6.2 CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES 6.3 MÉTODOS DE PREPARACIÓN DE SISTEMAS COLOIDALES NUCLEACIÓN Y CRECIMIENTO EN

MÉTODOS POR CONDENSACIÓN. 6.4 COLOIDES MONODISPERSOS Y MACROMOLECULARES. 6.5 MÉTODOS DE PURIFICACIÓN DE COLOIDES.

8 RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE TENSIÓN SUPERFICIAL EN SOLUCIONES. 24 PRÁCTICA 7. PREPARACIÓN Y PURIFICACIÓN DE SISTEMAS COLOIDALES. 9 2.4 ISOTERMA DE ADSORCIÓN DE GIBBS, PROPIEDADES EN EXCESO EN

SUPERFICIES. 2.5 MEDICIÓN DE PROPIEDADES EN EXCESO

25 UNIDAD VII. PROPIEDADES CINÉTICAS DE LOS SISTEMAS COLOIDALES. 7.1 MOVIMIENTO BROWNIANO Y DIFUSIÓN. COEFICIENTES DE DIFUSIÓN Y FRICCIÓN. 7.2 SEDIMENTACIÓN. VELOCIDAD DE SEDIMENTACIÓN. EQUILIBRIO DE SEDIMENTACIÓN.

ULTRACENTRÍFUGAS. 7.3 PRESIÓN OSMÓTICA PROPIEDADES REOLÓGICAS DE LOS SITEMAS COLOIDALES.

10 PRÁCTICA 2. DETERMINACIÓN DEL EXCESO DE SOLUTO SUPERFICIAL 1 26 RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS RELACIONADOS CON LAS PROPIEDADES ELECTROCINÉTICAS DE LOS SISTEMAS COLOIDALES.

11 2.6 MONOCAPAS DE GIBBS. ECUACIÓN DE LOS GASEE EN DOS DIMENSIONES.

RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE CÁLCULO DE PROPIEDADES EN EXCESO EN SOLUCIONES.

27 UNIDAD VIII. PROPIEDADES ELÉCTRICAS Y ELECTROCINÉTICAS DE LOS SISTEMAS COLOIDALES 9.1 DOBLE CAPA DIFUSA. TEORÍA DE GOUY-CHAPMAN 9.2 POTENCIAL ELECTROCINÉTICO (POTENCIAL ZETA). RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS

12 PRÁCTICA 3. DETERMINACIÓN DEL EXCESO DE SOLUTO SUPERFICIAL 2 28 PRÁCTICA 8. PROPIEDADES CINÉTICAS DE LOS SISTEMAS COLOIDALES 13 UNIDAD III. PELÍCULAS SUPERFICIALES (FILMS)

3.1 COEFICIENTE DE EXTENSIÓN INICIAL Y FINAL. 3.2 PRESIÓN DE SUPERFICIE EN PELÍCULAS. 3.3 CLASIFICACIÓN DE LAS PELÍCULAS EN FUNCIÓN DE SU ESTADO FÍSICO 3.4 APLICACIONES DE LAS MONOCAPAS EN LA INDUSTRIA E

INVESTIGACIÓN

29 UNIDAD IX. ESTABILIDAD DE LOS COLOIDES 9.1 FLOCULACIÓN. REGLAS DE SCHULSE-HARDY Y DE TRAUBE 9.2 COLOIDE PROTECTOR

14 RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS RELACIONADOS A PELÍCULAS SUPERFICIALES. 30 PRÁCTICA 9. PROYECTO 15 UNIDAD IV. SISTEMAS SÓLIDO-LÍQUIDO.

4.1 ÁNGULO DE CONTACTO, VARIABLES QUE LO AFECTAN, MEDICIÓN Y FENÓMENO DE HISTÉRESIS.

4.2 AGENTES TENSOACTIVOS. CLASIFICACIÓN Y USOS

31 UNIDAD X. EMULSIONES Y ESPUMAS. 10.1 EMULSIFICANTES Y ESTABILIDAD DE EMULSIONES. 10.2 VOLUMEN DE LAS FASES. NATURALEZA DEL EMULSIFICANTE. 10.3 FORMACIÓN, ESTABILIDAD Y PREVENCIÓN DE ESPUMAS 10.4 AGENTES EMULSIFICANTES Y ANTIESPUMANTES.APLICACIONES INDUSTRIALES

16 PRÁCTICA 4. AGENTES TENSOACTIVOS. 32 PROYECTO.


EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN DE LOS TEMAS DEL CURSO. USO DE MATERIAL AUDIOVISUAL. RESOLUCIÓN DE CUESTIONARIOS Y PROBLEMAS PLANTEADOS EN LOS

LIBROS DE TEXTO. PRÁCTICAS DE LABORATORIO Y TALLER DE RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS. RESOLUCIÓN DE CUESTIONARIOS PREVIOS A LA REALIZACIÓN DE LAS

PRÁCTICAS DE LABORATORIO.

EVALUACIÓN: SE RECOMIENDAN 3 EXÁMENES PARCIALES. 2 EXÁMENES FINALES. SE RECOMIENDA QUE EN LA EVALUACIÓN FINAL DEL CURSO SE PONDERE A LA TEORÍA CON UN 60% Y AL TRABAJO DE LABORATORI CON UN 40%. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: SERIACIÓN POR BLOQUES. EL ALUMNO DEBE HABER APROBADO POR LO MENOS EL 80% DE LAS ASIGNATURAS DE LOS 3 PRIMEROS SEMESTRES. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: PROFESIONALES DE LA QUÍMICA.


ADAM, N.K. THE PHYSICS AND CHEMISTRY OF SURFACES. DOVER PUBLICATIONS. N.Y, USA, 1968 ADAMSON, A. W. PHYSICAL CHEMISTRY OF SURFACES JOHN WILEY & SONS. NEW YORK, USA, 1982 ATKINS, A.W. FISICOQUÍMICA FONDO EDUCATIVO INTERAMERICANO. MÉXICO, 1985 BLAZER, DIETER NON IONIC SURFACTANTS MARCEL DEKKER INC. BOCA RATÓN , FLORIDA, 1998 BIRDI, K.S. HANDBOOK OF SURFACE AND COLLOID CHEMISTRY CRC PRESS. NEW YORK, 2002

FRIEDLY, FLOYD E. DETERGENCY OF SPECIALITY SURFACTANTS MARCEL DEKKER INC, BOCA RATÓN, FLORIDA, 2001 HOLLAND, PAUL M. MIXED SURFACTANTS SYSTEMS AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, USA, 1992 HOLMBERG, KRISTEL NOVEL SURFACTANTS MARCEL DEKKER INC, FLORIDA, 1998 KISSA, ERICK FLUMNATED SURFACTANTS AND REPELENTS MARCEL DEKKER INC, FLORIDA, 2001 KUNIO, ESUMI & UENO, ONNO STRUCTURAL PERFORMANCE RELATIONSHIPS IN SURFACTANTS MARCEL DEKKER INC. NEW YORK, 1998

MYSELSW, K COLLOID CHEMISTRY INTERSCIENCE, 1993 TEXTEL, JOHN REACTION AND SYNTHESIS IN SURFACTANT SYSTEMS MARCEL DEKKER INC, FLORIDA, 2001 TORAL, M.T. FISICOQUÍMICA DE LOS SISTEMAS DISPERSOS ED. URMO, 1974 SCHMITT, THOMAS M. ANALYSIS OF SURFACTANTS MARCEL DEKKER INC. FLORIDA, 2001 SHAW, D. J. INTRODUCTION TO COLLOID ANS SURFACE CHEMISTRY BUTTERWORTHS, 2nd EDITION. NEW YORK, USA, 1970

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA KWAK, JAN C. T. POLYMERIC SURFACTANTS SYSTEMS MARCEL DEKKER INC. FLORIDA, 1998 PIIRMA, IRJA POLYMERIC SURFACTANTS MARCEL DEKKER INC. FLORIDA, 1998 NNANA, IFENDU A. & XIA, JIDING PROTEIN BASED SURFACTANTS. SYNTHESIS, PHYSICOCHEMICAL PROPERTIES AND APPLICATIONS. MARCEL DEKKER INC. FLORIDA, 2001

SEXTO SEMESTRE


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE LA MATERIA: TRANSFERENCIA DE MASA I , QUE CURSARÁN LOS ALUMNOS DE SEXTO SEMESTRE . DE LA CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA , ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA. SECCIÓN

DE INGENIERÍA QUÍMICA HORAS/SEMANA : 6 (2 TEÓRICAS/ 4 PRÁCTICAS- TALLER DE RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS) CRÉDITOS : 8 CLAVE: 1626 CAMPO: PROFESIONAL CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA MODALIDAD:CURSO ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA (HABER CUBIERTO 80% DE CRÉDITOS DE LOS TRES PRIMEROS SEMESTRES). ASIGNATURA SUBSECUENTE: TRANSFERENCIA DE MASA II

INTRODUCCIÓN A MEDIADOS DEL SIGLO XIX EL MÉDICO ALEMÁN EUGENE FICK, ANALIZANDO PROCESOS DE DIFUSIÓN DE OXÍGENO EN LAS VENAS DESARROLLÓ EL MODELO MATEMÁTICO PARA LA TRANSFERENCIA DE MASA POR MECANISMO DE TRANSPORTE MOLECULAR. DICHO MECANISMO ES IMPORTANTE EN VARIAS OPERACIONES UNITARIAS DE LA INGENIERÍA QUÍMICA, PERO AL IGUAL QUE EN LOS FENÓMENOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR, EL MECANISMO DOMINANTE ES EL TRANSPORTE CONVECTIVO. A FINALES DEL SIGLO XIX Y PRINCIPIOS DEL XX SE EMPEZARON A OBTENER CORRELACIONES EMPÍRICAS PARA LOS PROCESOS DE TRANSFERENCIA DE MASA CONVECTIVA. ACTUALMENTE SE DISPONEN DE CORRELACIONES PARA LA TRANSFERENCIA DE MASA EN DIFERENTES CONFIGURACIONES DE FLUJO. LA PRINCIPAL APLICACIÓN DE LA TEORÍA DE LA TRANSFERENCIA DE MASA ES EL DISEÑO DE PROCESOS DE SEPARACIÓN POR ETAPAS DE EQUILIBRIO. ESTE CURSO ESTÁ DEDICADO PRINCIPALMENTE A DICHA TAREA. PARA EL DISEÑO DE LAS OPERACIONES UNITARIAS DE TRANSFERENCIA DE MASA, ES NECESARIO QUE EL INGENIERO SEPA CALCULAR LOS COEFICIENTES LOCALES Y GLOBALES, PRINCIPALMENTE EN OPERACIONES DE TRANSFERENCIA DE MASA INTERFACIAL. ELLO LE PERMITE OBTENER LOS PERFILES DE CONCENTRACIÓN DE LAS DIVERSAS ESPECIES DE MEZCLAS DE MULTICOMPONENTES EN AMBAS FASES, Y CALCULAR EL NÚMERO DE ETAPAS TEÓRICAS NECESARIAS PARA UNA SEPARACIÓN ESPECÍFICA DE PROCESAMIENTO POR LOTES CONTINUOS A CONTRACORRIENTE O EN FLUJO CRUZADO. UNO DE LOS OBJETIVOS PRINCIPALES DEL CURSO ESQUE EL ALUMNO APRENDA A APLICAR EL PROCEDIMIENTO GENERALIZADO PARA DETERMINAR EL NÚMERO DE ETAPAS IDEALES EN PROCESOS DE TRANSFERENCIA DE MASA INTERFACIAL POR ETAPAS DE EQUILIBRIO. DURANTE EL CURSO SE ANALIZAN Y RESUELVEN PROBLEMAS DE TRANSFERENCIA DE MASA DE A EN B ESTÁTICO, DIFUSIÓN CONTRARIA EQUIMOLAR, CÁLCULO DE COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA LOCALES Y GLOBALES, VELOCIDADES DE TRANSFERENCIA, Y EL DIMENSIONAMIENTO TERMODINÁMICO DE ALGUNOS EQUIPOS INDUSTRIALES, QUE SERÁ COMPLETADO EN EL CURSO DE TRANSFERENCIA DE MASA II.

OBJETIVO : AL FINAL DEL CURSO, EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE : UTILIZAR LOS CONCEPTOS Y MÉTODOS DE LA TEORÍA DE LOS PROCESOS DE DIFUSIÓN MOLECULAR Y CONVECTIVA PARA REGÍMENES DE FLUJO LAMINAR Y TURBULENTO, Y EN CONDICIONES DE ESTADO ESTACIONARIO Y NO ESTACIONARIO, PARA EL DISEÑO DE EQUIPOS DE SEPARACIÓN POR ETAPAS DE EQUILIBRIO Y OPERACIONES DE TRANSFERENCIA DE MASA EN GENERAL.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE :

EXPLICAR LA IMPORTANCIA TÉCNICA Y ECONÓMICA DE LAS OPERACIONES DE SEPARACIÓN. EXPLICAR LOS MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE MASA POR DIFUSIÓN MOLECULAR Y DIFUSIÓN CONVECTIVA, Y ESCRIBIR

LOS MODELOS MATEMÁTICOS CORRESPONDIENTES. CALCULAR POR MÉTODOS ANALÍTICOS LOS PERFILES DE CONCENTRACIÓN, VELOCIDADES DE DIFUSIÓN Y DIFUSIVIDADES,

PARA PROCESOS DE DIFUSIÓN MOLECULAR EN SISTEMAS DE GEOMETRÍA REGULAR Y CONDICIONES DE ESTADO ESTACIONARIO Y NO ESTACIONARIO.

CALCULAR COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE MASA Y VELOCIDADES DE DIFUSIÓN EN SISTEMAS MONOFÁSICOS DE DIVERSAS CONFIGURACIONES GEOMÉTRICAS Y CONDICIONES DE FLUJO LAMINAR O TURBULENTO.

CALCULAR COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE MASA LOCALES, PROMEDIO Y GLOBALES PARA PROCESOS DE TRANSFERENCIA DE MASA INTERFACIAL Y UTILIZAR DICHOS COEFICIENTES PARA DETERMINAR LOS PERFILES DE CONCENTRACIÓN Y VELOCIDADES DE TRANSFERENCIA DE MASA.

ESPECIFICAR EL PROCEDIMIENTO GENERALIZADO PARA DETERMINAR EL NÚMERO DE ETAPAS IDEALES EN PROCESOS DE TRANSFERENCIA DE MASA DIFUSIONALES.

ESPECIFICAR EL FUNCIONAMIENTO Y SELECCIONAR EQUIPOS Y ACCESORIOS PARA PROCESOS DE SEPARACIÓN GAS-LÍQUIDO. LLEVAR A CABO EL DISEÑO DE TRANSFERENCIA DE MASA E HIDRODINÁMICO, DE COLUMNAS DE PLATOS Y TORRES

EMPACADAS, INCLUYENDO EN DICHO DISEÑO EL CÁLCULO DE ÁREAS DE TRANSFERENCIA, CAÍDAS DE PRESIÓN, ALTURAS DE LAS UNIDADES DE TRANSFERENCIA Y EFICIENCIAS DE MURPHREE.

EXPLICAR LA UTILIDAD DE LAS CARTAS PSICROMÉTRICAS Y UTILIZARLAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE EQUILIBRIOS LÍQUIDO-VAPOR EN PROCESOS DE HUMIDIFICACIÓN, SECADO Y ENFRIAMIENTO.

LLEVAR A CABO EL DISEÑO TERMODINÁMICO DE TORRES DE ENFRIAMIENTO.




1 I. INTRODUCCIÓN 1.1 IMPORTANCIA DE LAS OPERACIONES DE SEPARACIÓN EN EL

DISEÑO Y FUNCIONAMIENTO DE LAS PLANTAS QUÍMICAS INDUSTRIALES.

1.2 IMPORTANCIA DE L ESTUDIO DE LAS OPERACIONES DE SEPARACIÓN EN LA FORMACIÒN PROFESIONAL DEL INGENIERO QUÍMICO.

1.3 UBICACIÒN DEL CAMPO DE APLICACIÓN DE LAS OPERACIONES DE SEPARACIÓN DIFUSIONALES.

1.4 BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS OPERACIONES DE SEPARACIÓN: CLASIFICACIÒN Y FUNDAMENTOS FÍSICOS DE CADA UNA DE ELLAS.

1.5 BREVES COMENTARIOS A CERCA DE LOS EQUIPOS UTILIZADOS.

• EXPLICAR LA IMPORTANCIA TÉCNICA Y ECONÓMICA DDE LAS OPERACIONES DE SEPARACIÓN EN LA INDUSTRIA QUÍMICA

• EXPLICAR LAS ALTERNATIVAS QUE EXISTEN EN LOS DIVERSOS PROCESOS DE SEPARACIÒN Y LAS CARACTERÍSTICAS GENERALES DE OPERACIÒN

2 II. DIFUSIÓN MOLECULAR. 2.1 DIFUSIÒN MOLECULAR EN FLUIDOS 2.2 DIFUSIVIDAD Y COEFICIENTES DE DIFUSIÓN. 2.3 LEY DE FICK.

• EXPLICAR EL FENÓMENO DE DIFUSIÓN MOLECULAR EN FLUIDOS • EXPLICAR EL CONCEPTO DE DIFUSIVIDAD. • IDENTIFICAR LAS VARIABLES QUE AFECTAN A LA DIFUSIVIDAD

EN LÍQUIDOS Y GASES • ESCRIBIR LA LEY DE FICK DE LA DIFUSIÒN MOLECULAR

EXPLICANDO SU SIGNIFICADO FÌSICO

3 • EJERCICIOS DE CÀLCULO DE COEFICIENTES DE DIFUSIÓN EN LÍQUIDOS Y GASES.

• EJERCICIOS DE CÁLCULO DE DIFUSIÓN MOLECULAR UNIDIRECCIONAL EN ESTADO ESTACIONARIO: • DIFUSIÓN DE A EN B ESTÁTICO • DIFUSIÓN CONTRARIA EQUIMOLAR

• CALCULAR COEFICIENTES DE DIFUSIÓN MOLECULAR EN LÍQUIDOS Y GASES

• APLICAR LA LEY DE FICK PARA LA CARACTERIZACIÒN DE PROCESOS DE DIFUSIÓN MOLECULAR EN ESTADO ESTACIONARIO.

4 2.4 DEPENDENCIA DE LA DIFUSIVIDAD CON LA TEMPERATURA Y PRESIÓN EN LÍQUIDOS Y GASES.

2.5 DIFUSIÒN EN SÒLIDOS 2.5.1 MECANISMOS DE DIFUSIÓN EN SÒLIDOS 2.5.2 DIFUSIÒN EN SÒLIDOS POROSOS

2.6 DIFUSIÓN EN SÓLIDOS PARA DIVERSAS GEOMETRÍAS

• EXPLICAR LA FORMA EN QUE VARÌA LA DIFUSIVIDAD EN LÍQUIDOS Y GASES AL CAMBIAR LA PRESIÓN Y TEMPERATURA.

• EXPLICAR LOS MECANISMOS DE DIFUSIÓN EN SÓLIDOS Y ESCRIBIR LOS MODELOS MATEMÁTICOS QUE PERMITEN CARACTERIZARLA, APLICÁNDOLOS A DIFERENTES GEOMETRÍAS.

5 • EJERCICIOS DE CÀLCULO DE COEFICIENTES DE DIFUSIÓN EN LÍQUIDOS Y GASES A DIFERENTES TEMPERATURAS Y PRESIONES.

• EJERCICIOS DE CÁLCULO DE DIFUSIÓN MOLECULAR UNIDIRECCIONAL EN ESTADO ESTACIONARIO: • DIFUSIÓN DE A EN B ESTÁTICO • DIFUSIÓN CONTRARIA EQUIMOLAR.

• CALCULAR COEFICIENTES DE DIFUSIÓN MOLECULAR EN LÍQUIDOS Y GASES A DIFERENTES TEMPERATURAS Y PRESIONES.

• APLICAR LA LEY DE FICK PARA LA CARACTERIZACIÓN DE PROCESOS DE DIFUSIÓN MOLECULAR EN ESTADO ESTACIONARIO.

6 o EJERCICIOS DE CÁLCULO DE DIFUSIÓN MOLECULAR UNIDIRECCIONAL EN SÓLIDOS EN ESTADO ESTACIONARIO.

o EJERCICIOS DE CÁLCULO DE DIFUSIÓN MOLECULAR EN SÒLIDOS POROSOS PARA DIFERENTES GEOMETRÍAS.

o APLICAR LA LEY DE FICK DE LA DIFUSIÓN MOLECULAR PARA EL CÁLCULO DE LAS DISTRIBUCIONES DE CONCENTRACIÓN Y FLUJOS MOLARES EN PROCESOS DE DIFUSIÓN MOLECULAR A TRAVÉS DE SÓLIDOS POROSOS DE DIFERENTES GEOMETRÍAS EN CONDICIONES DE ESTADO ESTACIONARIO.

7 2.6 DIFUSIÒN MOLECULAR EN ESTADO TRANSITORIO 2.6.1 ANALOGÍAS CON LA TRANSFERENCIA DE CALOR 2.6.2 DIFUSIÓN MOLECULAR TRANSITORIA EN COORDENADAS

CARTESIANAS. SERIES DE FOURIER 2.6.3 DIFUSIÓN MOLECULAR TRANSITORIA EN COORDENADAS

CILÍNDRICAS. FUNCIONES DE BESSEL. 2.6.4 DIFUSIÓN MOLECULAR TRANSITORIA EN COORDENADAS

ESFÉRICAS. POLINOMIOS DE LEGENDRE.

• ESCRIBIR LOS MODELOS MATEMÁTICOS QUE CARACTERIZAN LOS PROCESOS DE DIFUSIÓN MOLECULAR TRANSITORIA EN DIFERENTES GEOMETRÍAS.

• ESTABLECER LAS ANALOGÍAS ENTRE LOS PROCESOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR EN RÉGIMEN TRANSITORIO Y LA DIFUSIÓN MOLECULAR DE UN COMPONENTE PARA HALLAR POR SIMILITUD EL PERFIL DE CONCENTRACIONES EN PROCESOS E DIFUSIÓN MOLECULAR EN ESTADO TRANSITORIO PARA DIFERENTES GEOMETRÍAS.

8 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE PERFILES DE CONCENTRACIÓN Y FLUJOS MOLARES PARA PROCESOS DE DIFUSIÓN MOLECULAR EN RÉGIMEN TRANSITORIO EN COORDENADAS CARTESIANAS

• EVALUAR LOS TÉRMINOS DE LAS SERIES DE FOURIER QUE CONFORMAN LA SOLUCIÓN ANALÍTICA DE LA TRANSFERENCIA DE MASA POR DIFUSIÓN MOLECULAR EN COORDENADAS CARTESIANAS Y ESTADO TRANSITORIO, PARA CALCULAR LA EVOLUCIÓN DE LOS PERFILES DE CONCENTRACIÓN BAJO DIFERENTES CONDICIONES DE FRONTERA.

9 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE PERFILES DE CONCENTRACIÓN Y FLUJOS MOLARES PARA PROCESOS DE DIFUSIÓN MOLECULAR EN RÉGIMEN TRANSITORIO EN COORDENADAS CILÍNDRICAS Y ESFÉRICAS.

• EVALUAR LAS FUNCIONES BESSEL QUE CONFORMAN LA SOLUCIÓN ANALÍTICA DE LA DIFUSIÓN MOLECULAR TRANSITORIA EN COORDENADAS CILÍNDRICAS PARA CALCULAR LA EVOLUCIÓN DE LOS PERFILES DE CONCENTRACIÓN BAJO DIFERENTES CONDICIONES DE FRONTERA.

• EVALUAR LOS TÉRMINOS DE LOS POLINOMIOS DE LEGENDRE QUE CONFORMAN LA SOLUCIÓN ANALÍTICA DE LA DIFUSIÓN MOLECULAR TRANSITORIA EN COORDENADAS ESFÉRICAS PARA CALCULAR LA EVOLUCIÓN DE LOS PERFILES DE CONCENTRACIÓN BAJO DIFERENTES CONDICIONES DE FRONTERA.

10 • III. DIFUSIÓN TURBULENTA 3.1 CONCEPTOS GENERALES 3.2 COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE MASA 3.3 CÁLCULO DE COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE MASA .

• EXPLICAR LA FENOMENOLOGÍA DE LOS PROCESOS DE DIFUSIÓN TURBULENTA

• EXPLICAR LOS CONCEPTOS DE TRANSFERENCIA DE MASA LOCAL Y LA FORMA EN QUE SE CALCULA

11 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE MASA

• CALCULAR COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE MASA PARA DIFERENTES SITUACIONES FÍSICAS.

12 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE MASA

• CALCULAR COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE MASA PARA DIFERENTES SITUACIONES FÍSICAS.

13 3.4 ANALOGÍAS ENTRE TRANSFERENCIA DE MASA, CALOR Y MOMENTUM 3.5 SISTEMAS DE FLUJO CON GEOMETRÍAS PARTICULARES

3.4.1 CORRELACIONES EMPÍRICAS. 3.4.2 CÁLCULO DE COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE MASA Y

VELOCIDADES DE FLUJOS DE DIFUSIÓN EN DIVERSAS CONFIGURACIONES GEOMÉTRICAS Y CONDICIONES DE FLUJO.

• EXPLICAR LAS ANALOGÍAS ENTRE LOS PROCESOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR, MASA YMOMENTUM.

• EXPLICAR COMOS SE UTILIZAN DICHAS ANALOGÍAS PARA RESOLVER PROBLEMAS DE TRANSFERENCIA DE MASA APOYÁNDOSE EN LAS SOLUCIONES CORRESPONDIENTES EN TRANSFERENCIA DE CALOR Y MOMENTUM.

14 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE MASA Y VELOCIDADES DE DIFUSIÓN EN DIVERSAS CONFIGURACIONES GEOMÉTRICAS Y CONDICIONES DE FLUJO.

• CALCULAR COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE MASA Y VELOCIDADES DE DIFUSIÓN EN DIVERSAS CONFIGURACIONES GEOMÉTRICAS Y CONDICIONES DE FLUJO.

15 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE MASA Y VELOCIDADES DE DIFUSIÓN EN DIVERSAS CONFIGURACIONES GEOMÉTRICAS Y CONDICIONES DE FLUJO.

• CALCULAR COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE MASA Y VELOCIDADES DE DIFUSIÓN EN DIVERSAS CONFIGURACIONES GEOMÉTRICAS Y CONDICIONES DE FLUJO.

16 3.6 TRANSFERENCIA SIMULTÁNEA DE CALOR Y MASA 3.6.1 EFECTO DUFOUR 3.6.2 EFECTO SORET

3.7 MODELOS MATEMÁTICOS PARA LA TRANSFERENCIA SIMULTÁNEA DE CALOR Y MASA

3.8 EJEMPLOS DE CÁLCULO DE TRANSFERENCIA SIMULTÁNEA DE CALOR Y MASA.

• EXPLICAR LA FENOMENOLOGÍA DE LOS PROCESOS SIMULTÁNEOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA.

• EXPLICAR EL EFECTO SORET, ESCRIBIENDO LOS MODELOS MATEMÁTICOS Y EXPLICANDO EL SIGNIFICADO FÍSICO DE CADA TÉRMINO.

17 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE TRANSFERENCIA DE MASA Y CALOR • CALCULAR LOS PERFILES DE CONCENTRACIÓN Y TEMPERATURA, ASÍ COMO LOS FLUJOS DE CALOR Y MASA EN PROCESOS SIMULTÁNEOS Y ACOPLADOS DE TRANSFERENCIA DE MASA Y CALOR.

18 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE TRANSFERENCIA DE MASA Y CALOR • CALCULAR LOS PERFILES DE CONCENTRACIÓN Y TEMPERATURA, ASÍ COMO LOS FLUJOS DE CALOR Y MASA EN PROCESOS SIMULTÁNEOS Y ACOPLADOS DE TRANSFERENCIA DE MASA Y CALOR.

19 TRANSFERENCIA DE MASA INTERFACIAL 4.1 CONCEPTO DE INTERFASE 4.2 EQUILIBRIO FISICOQUÍMICO. 4.3 COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE MASA INDIVIDUALES

(LOCALES), PROMEDIO Y GLOBALES (TOTALES). DEFINICIÓN Y CÁLCULO.

4.4 EJEMPLOS DE CÁLCULO DE COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE MASA LOCALES, PROMEDIO Y GLOBALES.

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE INTERFASE • EXPLICAR LA FENOMENOLOGÍA DE LOS PROCESOS DE TRANSFERENCIA

DE MASA INTERFACIAL, ESCRIBIENDO LOS MODELOS MATEMÁTICOS CORRESPONDIENTES A LOS FLUJOS MOLARES EN AMBAS FASES Y EN LA FRONTERA INTERFACIAL.,

• EXPLICAR LA FORMA EN QUE SE CALCULAN LOS PERFILES DE CONCENTRACIÓN Y LOS FLUJOS MOLARES EN PROCESOS DE TRANSFERENCIA DE MASA INTERFACIAL EN ESTADO ESTACIONARIO.

20 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE COEFICIENTES LOCALES, PROMEDIO Y GLOBALES DE TRANSFERENCIA DE MASA INTERFACIAL.

• EVALUACIÓN DE LOS PERFILES DE CONCENTRACIÓN Y VELOCIDADES DE DIFUSIÓN INTERFACIAL EN DIFERENTES CONFIGURACIONES GEOMÉTRICAS.

• EJERCICIOS DE MANEJO DE LOS DIAGRAMAS DE DISTRIBUCIÓN DEL EQUILIBRIO DE FASES.

• CALCULAR COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE MASA INTERFACIAL, PERFILES DE CONCENTRACIÓN Y VELOCIDADES DE DIFUSIÓN PARA PROCESOS DE DIFUSIÓN INTERFACIAL EN DIFERENTES CONFIGURACIONES GEOMÉTRICAS.

• MANEJAR ADECUADAMENTE LOS DIAGRAMAS DE DISTRIBUCIÓN DEL EQUILIBRIO DE FASES

21 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE COEFICIENTES LOCALES, PROMEDIO Y GLOBALES DE TRANSFERENCIA DE MASA INTERFACIAL.

• EVALUACIÓN DE LOS PERFILES DE CONCENTRACIÓN Y VELOCIDADES DE DIFUSIÓN INTERFACIAL EN DIFERENTES CONFIGURACIONES GEOMÉTRICAS.

• EJERCICIOS DE MANEJO DE LOS DIAGRAMAS DE DISTRIBUCIÓN DEL EQUILIBRIO DE FASES.

• CALCULAR COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE MASA INTERFACIAL, PERFILES DE CONCENTRACIÓN Y VELOCIDADES DE DIFUSIÓN PARA PROCESOS DE DIFUSIÓN INTERFACIAL EN DIFERENTES CONFIGURACIONES GEOMÉTRICAS.

• MANEJAR ADECUADAMENTE LOS DIAGRAMAS DE DISTRIBUCIÓN DEL EQUILIBRIO DE FASES.

22 4.5 BALANCES DE MATERIA Y ENTÁLPICOS EN OPERACIONES DE SEPARACIÓN.

4.6 LÍNEAS DE OPERACIÓN. 4.7 CONCEPTO DE ETAPA IDEAL. 4.8 DETERMINACIÓN DEL NÚMERO DE ETAPAS IDEALES. 4.9 EJEMPLOS DE CÁLCULO DE ETAPAS IDEALES EN PROCESOS DE

SEPARACIÓN.

• REALIZAR BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA EN PROCESOS DE SEPARACIÓN.

• EXPLIAR EL CONCEDPTO DE LÍNEA DE OPERACIÓN Y LA FORMA EN QUE SE CALCULAN SUS PARÁMETROS.

• EXPLICAR EL CONCEPTO DE ETAPA IDEAL DE SEPARACIÓN. • EXPLICAR EL PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO DEL NÚMERO DE ETPAS

IDEALES EN PROCESOS DE SEPARACIÓN.

23 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE LÍNEAS DE OPERACIÓN Y ETAPAS IDEALES EN PROCESOS DE SEPARACIÓN.

• DETERMINAR LOS PARÁMETROS DE LAS LÍNEAS DE OPERACIÓN Y CALCULAR EL NÚMERO DE ETAPAS IDEALES EN PROCESOS DE SEPARACIÓN.



25 4.9 EJEMPLOS DE CÁLCULO DE ETPAS IDEALES EN PROCESOS DE SEPARACIÓN

• EXPLICAR COMO SE CALCULAN LOS PARÁMETROS DE LAS LINEAS E OPERACIÓN Y EL NÚMERO DE ETAPAS IDEALES EN DIVERSOS PROCESOS DE SEPARACIÓN.





28 EQUIPO PARA OPERACIONES DIFUSIONALES GAS-LÍQUIDO. 5.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS EQUIPOS DE SEPARACIÓN. 5.2 TANQUES AGITADOS

• CARACTERÍSTICAS • DIMENSIONAMIENTO.

• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS EQUIPOS INDUSTRIALES QUE SE USAN EN PROCESO DE SEPARACIÓN

• CONOCER Y SELECCIONAR LOS DIVERSOS TIPOS DE EQUIPO Y ACCESORIOS PARA LOS PROCESOS DE SEPARACIÓN GAS-LÌQUIDO

• DIMENSIONAR TANQUES AGITADOS Y SUS ACCESORIOS PARA PROCESOS DE SEPARACIÓN.

29 • EJERCICIOS DE SELECCIÓN DE EQUI`POS INDUSTRIALES Y SUS ACCESORIOS PARA PROCESOS DE SEPARACIÓN

• EJERCICIOS DE DIMENSIONAMIENTO DE TANQUES AGITADOS Y SUS ACCESORIOS PARA PROCESOS DE SEPARACIÓN

• SELECCIONAR EQUIPOS INDUSTRIALES Y SUS ACCESORIOS PARA PROCESOS DE SEPARACIÓN

• DIMENSIONAR TANQUES AGITADOS PARA PROCESOS DE SEPARACIÓN.

30 • EJERCICIOS DE SELECCIÓN DE EQUI`POS INDUSTRIALES Y SUS ACCESORIOS PARA PROCESOS DE SEPARACIÓN

• EJERCICIOS DE DIMENSIONAMIENTO DE TANQUES AGITADOS Y SUS ACCESORIOS PARA PROCESOS DE SEPARACIÓN

• SELECCIONAR EQUIPOS INDUSTRIALES Y SUS ACCESORIOS PARA PROCESOS DE SEPARACIÓN

• DIMENSIONAR TANQUES AGITADOS PARA PROCESOS DE SEPARACIÓN.

31 5.3 TORRES DE PLATOS: • TIPOS DE PLATOS. • CAÍDAS DE PRESIÓN. • ESTABILIDAD. • EFICIENCIA DE MURPHREE. • DIMENSIONAMIENTO.

• EXPLICAR LOS FUNDAMENTOS DEL DISEÑO DE PLATOS CON BORBOTEADORES Y PERFORADOS

• EXPLICAR LOS FUNDAMENTOS Y LA FORMA EN QUE SE CALCULA LA EFICIENCIA DE MURPHREE

• DETERMINAR CAÍDAS DE PRESIÓN EN TORRES DE PLATOS.

32 • EJERCICIOS DE DIMENSIONAMIENTO DE TORRES DE PLATOS • DIMENSIONAR TORRES DE PLATOS DE BORBOTEADORES Y PERFORADOS PARA CUALQUIER PROCESO DE SEPARACIÓN.

33 • EJERCICIOS DE DIMENSIONAMIENTO DE TORRES DE PLATOS • DIMENSIONAR TORRES DE PLATOS DE BORBOTEADORES Y PERFORADOS PARA CUALQUIER PROCESO DE SEPARACIÓN.

34 5.4 TORRES EMPACADAS • TIPOS Y CARACTERÍSTICAS DE LOS EMPAQUES • CONDICIONES DE INUNDACIÓN Y CARGA • CAÍDAS DE PRESIÓN • EFICIENCIA • DIMENSIONAMIENTO. 5.5 TRANSFERENCIA DE MASA EN TORRRES EMPACADAS 5.6 LA UNIDAD DE TRANSFERENCIA DE MASA 5.7 NÚMERO Y ALTURA DE LAS UNIDADES DE TRANSFERENCIA

• EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS DEL FUNCIONAMIENTO DE TORRES EMPACADAS.

• DIMENSIONAR TORRES EMPACADAS. • DETERMINAR CAÍDAS DE PRESIÓN EN TORRES EMPACADAS • DETERMINAR ÁREAS ESPECÍFICAS DE TRANSFERENCIA DE MASA PARA

DIVERSOS TIPOS DE EMPAQUE Y OPERACIONES DE SEPARACIÓN.

35 • EJERCICIOS DE DIMENSIONAMIENTO DE TORRES EMPACADAS • DIMENSIONAR TORRES EMPACADAS PARA CUALQUIER PROCESO DE SEPARACIÓN.

36 • EJERCICIOS DE DIMENSIONAMIENTO DE TORRES EMPACADAS • DIMENSIONAR TORRES EMPACADAS PARA CUALQUIER PROCESO DE SEPARACIÓN.

37 OPERACIONES DE HUMIDIFICACIÓN. 6.1 DESCRIPCIÓN GENERAL DE LAS OPERACIONES DE HUMIDIFICACIÓN. 6.2 DEFINICIÓN DE PSICROMETRÍA 6.3 TERMODINÁMICA DE LAS MEZCLAS GAS-VAPOR 6.4 SATURACIÓN ADIABÁTICA 6.5 TEMPERATURA DE BULBO HÚMEDO.

• EXPLICAR LA FENOMENOLOGÍA DE LAS OPERACIONES DE HUMIDIFICACIÓN Y LA IMPORTANCIA DE LOS PROCESOS DE TRANSFERENCIA SIMULTÁNEA DE CALOR Y MASA EN ELLAS.

• EXPLICAR LA FORMA EN QUE SE CARACTERIZAN LOS EQUILIBRIOS PSICROMÉTRICOS Y COMO SE CALCULAN LAS VARIABLES MÁS IMPORTANTES QUE LOS DESCRIBEN.

38 • USO DE LA CARTA PSICROMÉTRICA. • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE EQUILIBRIOS PSICROMÉTRICOS

• UTILIZAR LA CARTA PSICROMÉTRICA PARA REALIZAR CÁLCULOS DE TRANSFERENCIA DE MASA Y CALOR EN EQUILIBRIOS LÍQUIDO-VAPOR DE SISTEMAS ACUOSOS.

39 • USO DE LA CARTA PSICROMÉTRICA. • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE EQUILIBRIOS PSICROMÉTRICOS

• UTILIZAR LA CARTA PSICROMÉTRICA PARA REALIZAR CÁLCULOS DE TRANSFERENCIA DE MASA Y CALOR EN EQUILIBRIOS LÍQUIDO-VAPOR DE SISTEMAS ACUOSOS.

40 6.6 OPERACIONES DE ENFRIAMIENTO DE LÍQUIDOS. • CARACTERÍSTICAS DEL PROCESO • RELACIONES FUNDAMENTALES DE TRANSFERENCIA DE CALOR Y

MASA 6.7 OPERACIONES DE HUMIDIFICACIÓN DE GASES • CARACTERÍSTICAS DEL PROCESO • RELACIONES FUNDAMENTALES DE TRANSFERENCIA DE CALOR Y

MASA

• EXPLICAR LOS FUNDAMENTOS FÍSICOS Y TERMODINÁMICOS DE LAS OPERACIONES DE ENFRIAMIENTO DE LÍQUIDOS Y HUMIDIFICACIÓN DE GASES.

• ESCRIBIR LOS BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA PARA LOS PROCESOS DE ENFRIAMIENTO DE LÍQUIDOS Y HUMIDIFICACIÓN DE GASES.

41 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA EN OPERACIONES DE ENFRIAMIENTO DE LÍQUIDOS Y HUMIDICACIÓN DE GASES.

• UTILIZAR LA CARTA PSICROMÉTRICA PARA REALIZAR CÁLCULOS DE TRANSFERENCIA DE MASA Y CALOR EN PROCESOS DE ENFRIAMIENTO DE LÍQUIDOS Y HUMIDIFICACIÓN DE GASES.

42 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA EN OPERACIONES DE ENFRIAMIENTO DE LÍQUIDOS Y HUMIDICACIÓN DE GASES.

• UTILIZAR LA CARTA PSICROMÉTRICA PARA REALIZAR CÁLCULOS DE TRANSFERENCIA DE MASA Y CALOR EN PROCESOS DE ENFRIAMIENTO DE LÍQUIDOS Y HUMIDIFICACIÓN DE GASES

43 6.8 OPERACIONES DE ENFRIAMIENTO Y HUMIDIFICACIÓN DE GASES • CARACTERÍSTICAS DEL PROCESO • RELACIONES FUNDAMENTALES DE TRANSFERENCIA DE CALOR Y

MASA 6.9 OPERACIONES DE SECADO. • CARACTERÍSTICAS DEL PROCESO • RELACIONES FUNDAMENTALES DE TRANSFERENCIA DE CALOR Y

MASA

• EXPLICAR LOS FUNDAMENTOS FÍSICOS Y TERMODINÁMICOS DE LAS OPERACIONES DE ENFRIAMIENTO Y HUMIDIFICACIÓN DE GASES Y DE SECADO.

• ESCRIBIR LOS BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA PARA LOS PROCESOS DE ENFRIAMIENTO Y HUMIDIFICACIÓN DE GASES Y PARA LOS PROCESOS DE SECADO

44 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA EN OPERACIONES DE ENFRIAMIENTO HUMIDICACIÓN DE GASES Y EN OPERACIONES DE SECADO.

• UTILIZAR LA CARTA PSICROMÉTRICA PARA REALIZAR CÁLCULOS DE TRANSFERENCIA DE MASA Y CALOR EN PROCESOS DE ENFRIAMIENTO Y HUMIDIFICACIÓN DE GASES, Y EN PROCESOS DE SECADO

45 • EJERCICIOS DE CÁLCULO DE TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA EN OPERACIONES DE ENFRIAMIENTO Y HUMIDICACIÓN DE GASES Y EN OPERACIONES DE SECADO

• UTILIZAR LA CARTA PSICROMÉTRICA PARA REALIZAR CÁLCULOS DE TRANSFERENCIA DE MASA Y CALOR EN PROCESOS DE ENFRIAMIENTO Y HUMIDIFICACIÓN DE GASES Y EN OPERACIONES DE SECADO.

BIBLIOGRAFÍA:

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: TREYBAL, R.E . OPERACIONES DE TRANSFERENCIA DE MASA. MC GRAW HILL. MÉXICO, 1980.

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COSTA NOVELLA, E. INGENIERÍA QUÍMICA. VOL. 5: TRANSFERENCIA DE MATERIA. PEARSON EDUCATION. MÉXICO, 2000.

GEANKOPLIS, CHRISTIE J. PROCESOS DE TRANSPORTE Y OPERACIONES UNITARIAS. 3ª EDICIÓN. CECSA. MÉXICO, 2001

FOUST, ALAN S. ET AL. PRINCIPIOS DE OPERACIONES UNITARIAS. CECSA. MÉXICO, 1999.

WELTY, J.R.; WILSON, R.E. & WICKS, C.E. FUNDAMENTALS OF MOMENTUM, HEAT AND MASS TRANSFER. 2a EDICIÓN. JOHN WILEY AND SONS. NEW YORK, 1976.

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SHERWOOD, T.K. ; PIGFORD, R.L. & WILKE, C.R. MASS TRANSFER. MC GRAWW HILL. NEW YORK, 1975

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SAWITOWSKI, H. & SMITH, W. MASS TRANSFER PROCESSES CALCULATIONS. MC GRAW HILL BOOK CO. NEW YORK, 1963

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KING. L. OPERACIONES DE TRANSFERENCIA DE MASA. REVERTÉ. BARCELONA, ESPAÑA, 1982.

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: NAVIES AND RIDEAL. ITERFACIAL PHENOMENA. EDIT. ACADEMIC PRESS. USA, 1977.

HENLEY. J. PROCESOS DE SEPARACIÓN. REVERTÉ. BARCELONA, ESPAÑA, 1995.

TRANSPORT PHENOMENA PROBLEM SOLVER. ACADEMIC PRESS. NEW YORK, USA, 1992

PERRY, R.H. & CHILTON, C.H. MANUAL DEL INGENIERO QUÍMICO. 3ª EDICIÓN. MCGRAW HILL. MÉXICO, 1994

TÉCNICA DE ENSEÑANZA.

EXPOSICIÓN ORAL DE LOS TEMAS DEL CURSO SERIES DE PROBLEMAS PROGRAMAS DE CÓMPUTO

EVALUACIÓN:

SE RECOMIENDAN TRES EXÁMENES PARCIALES SERIES DE PROBLEMAS Y CUESTIONARIOS

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: 80 % DE LOS CRÉDITOS DE LOS TRES PRIMEROS SEMESTRES PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: INGENIEROS QUÍMICOS


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: INGENIERÍA MECÁNICA DEL SEXTO SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 3 (3 TEÓRICAS) CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1622 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA. SECCIÓN DE INGENIERÍA

QUÍMICA CAMPO : COMPLEMENTARIO. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA ASIGNATURA PRECEDENTE : NINGUNA (HABER CUBIERTO 80% DE CRÉDITOS DE LOS TRES PRIMEROS SEMESTRES). ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN LA TAREA PRINCIPAL DEL INGENIERO QUÍMICO ES LLEVAR A CABO EL DISEÑO TERMODINÁMICO DE LOS EQUIPOS INDUSTRIALES, OPERACIONES UNITARIAS, Y DE LOS PROCESOS QUÍMICOS COMPLETOS. SIN EMBARGO, TAMBIÉN ES CONVENIENTE QUE TENGA UN CONOCIMIENTO CLARO DE LA MANERA EN QUE SE REALIZA EL DISEÑO MECÁNICO Y TÉRMICO DE LOS EQUIPOS DE PROCESO Y SU SOPORTERÍA, PRINCIPALMENTE EN EL CASO DE RECIPIENTES DE CUERPO CILÍNDRICO Y ESFERAS, DONDE PODRÍA LLEVARSE A CABO OPERACIONES DE SEPARACIÓN O REACCIONES QUÍMICAS NO ISOTÉRMICAS. ATENDIENDO A ESTA NECESIDAD, SE INTRODUJO ESTE CURSO DE INGENIERÍA MECÁNICA, DONDE SE LLEVA A CABO EL ESTUDIO DE LA RELACIÓN ENTRE ESFUERZOS MECÁNICOS Y DEFORMACIÓN DE LOS MATERIALES, SE PRESENTAN LOS MÉTODOS DE DISEÑO MECÁNICO DE CILINDROS Y ESFERAS DE PARED DELGADA, DE VIGAS Y ARMADURAS, DE UNIONES SOLDADAS O BRIDADAS Y DE JUNTAS DE EXPANSIÓN SUJETAS A ESFUERZOS MECÁNICOS Y TÉRMICOS. EL CURSO ES ESENCIALMENTE RESISTENCIA DE MATERIALES Y ES UNA INTRODUCCIÓN AL DISEÑO DE EQUIPO QUE EL ALUMNO ESTUDIARÁ EN EL SÉPTIMO SEMESTRE. SE LE PEDIRÁ AL ALUMNO QUE REALICE VARIOS CÁLCULOS MANUALES, SOBRE TODO EN LOS TEMAS QUE FUNDAMENTAN LA RESISTENCIA DE MATERIALES, DETERMINANDO LOS MOMENTA DE DIFERENTES DISTRIBUCIONES DE FUERZA SOBRE VIGAS Y PLACAS PLANAS O CURVAS, ASÍ COMO LOS MOMENTA DE TORSIÓN SOBRE VIGAS. EL ALUMNO APRENDERÁ, TAMBIÉN A UTILIZAR LAS TABLAS DE PROPIEDADES MECÁNICAS DE DIFERENTES PERFILES DE VIGAS PARA LLEVAR A CABO EL DISEÑO, Y A MANIPULAR SOFTWARE PARA DISEÑO MECÁNICO, COMERCIAL O ELABORADO POR ÉL MISMO BAJO LA ASESORÍA DEL PROFESOR.


LLEVAR A CABO EL DISEÑO MECÁNICO DE EQUIPOS DE PROCESO, MÁQUINAS Y SOPORTES MECÁNICOS, PARA LA INDUSTRIA QUÍMICA, CONSIDERANDO LAS CARGAS MECÁNICAS, ESFUERZOS TÉRMICOS Y PRESIONES INTERNAS QUE TENGAN QUE SOPORTAR Y SIGUIENDO LOS CÓDIGOS DE DISEÑO VIGENTES.

DESCRIBIR LOS TIPOS DE ESFUERZOS DE TENSIÓN Y COMPRESIÓN DE ACUERDO CON LAS CARACTERÍSTICAS DEL MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN EMPLEADO EN EQUIPOS INDUSTRIALES.

ANALIZAR LAS DIMENSIONES DE UNA VIGA SIMPLE O CONTINUA SUJETA A LOS ESFUERZOS PRODUCIDOS POR CARGAS CONCENTRADAS UNIFORMEMENTE DISTRIBUIDAS O NO UNIFORMEMENTE DISTRIBUIDAS, O LA COMBINACIÓN DE ELLAS.

EXPLICAR LOS DIVERSOS TIPOS DE SOPORTES EMPLEADOS PARA LA SUSTENTACIÓN DE TUBERÍAS, TANQUES, Y DE EQUIPOS UTILIZADOS EN LA INDUSTRIA QUÍMICA.

CALCULAR LOS ESFUERZOS Y LAS EXPANSIONES Y CONTRACCIONES PRODUCIDOS EN TUBERÍAS, TANQUES, INTERCAMBIADORES DE CALOR, ETC., ORIGINADOS POR LAS TEMPERATURAS A QUE ESTÁN SUJETOS, PARA DISEÑAR CON ESTO LAS JUNTAS DE EXPANSIÓN NECESARIAS.

MANEJAR LOS MANUALES EMPLEADOS PARA EL DISEÑO DE EQUIPOS Y ESTRUCTURAS.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS: EL CURSO CONSTA DE 7 UNIDADES, AL FINAL DE LAS CUALES EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: UNIDAD I. RESISTENCIA DE MATERIALES: DESCRIBIR LAS DEFORMACIONES SUFRIDAS POR LOS CUERPOS DEBIDO A LA ACCIÓN DE LAS CARGAS QUE ACTÚAN EN ELLOS. URILIZAR LOS MODELOS MATEMÁTICOS ESFUERZO-DEFORMACIÓN PARA CALCULAR DICHAS DEFORMACIONES. UNIDAD II. MOMENTOS: CALCULAR LOS MOMENTOS DE PRIMER Y SEGUNDO ORDEN EMPLEADOS EN EL DISEÑO DE MATERIALES ESTRUCTURALES, TANTO EN FIGURAS SIMPLES COMO COMPUESTAS. UNIDAD III. ARMADURAS: CALCULAR EL ÁREA TRANSVERSAL DE UNA BARRA O CABLES SUJETOS A ESFUERZOS PUROS. DISEÑAR UNA COLUMNA DE ACUERDO A SU ALTURA Y A LA CARGA QUE SOPORTARÁ. DEFINIR, CALCULAR Y DIMENSIONAR UNA ARMADURA SIMPLE. UNIDAD IV. VIGAS: CALCULAR UNA VIGA SIMPLE O CONTINUA DE ACUERDO CON EL TIPO DE APOYO Y CARGA QUE SOPORTA. CALCULAR LA DISTANCIA MÁXIMA ENTRE LOS SOPORTES DE UNA TUBERÍA, TOMANDO EN CUENTA LA DEFORMACIÓN PRODUCIDA EN ELLA POR LAS CARGAS QUE SOPORTA. UNIDAD V. RECIPIENTES: DESCRIBIR EL TIPO DE ESFUERZO QUE SOPORTA LA ENVOLVENTE CILÍNDRICA Y LAS TAPAS DE UN RECIPIENTE CILÍNDRICO VERTICAL U HORIZONTAL Y EN LAS PAREDES DE UN RECIPIENTE ESFÉRICO. CALCULAR LOS ESPESORES DE LAS LÁMINAS A EMPLEAR EN LA CONSTRUCCIÓN DE DICHOS TANQUES. UNIDAD VI: CARGAS TORSIONALES Y MOMENTO DE TORSIÓN: DESCRIBIR EL TIPO DE DEFORMACIONES PRODUCIDAS EN UN CUERPO, POR UN PAR O UNA FUERZA QUE PRODUZCA EN ÉL UN EFECTO DE TORSIÓN PURA O UN ESFUERZO COMBINADO. CALCULAR LAS DIMENSIONES DE UN EJE DE TRANSMISIÓN DE ACUERDO CON EL ESFUERZO A SOPORTAR Y LAS CARACTERÍSTICAS DEL MATERIAL A EMPLEAR. UNIDAD VII. ESFUERZOS TÉRMICOS Y JUNTAS: DESCRIBIR EL TIPO DE JUNTAS DE EXPANSIÓN QUE REQUIEREN LOS EQUIPOS Y TUBERÍAS SUJETOS A TEMPERATURAS DIFERENTES A LA AMBIENTAL. CALCULAR LAS TOLERANCIAS DE LAS JUNTAS DE EXPANSIÓN EN EQUIPOS Y TUBERÍAS.



6 UNIDAD I. RESISTENCIA DE MATERIALES 1.1 INTRODUCCIÓN A LA RESITENCIA DE MATERIALES 1.2 CUERPOS RÍGIDOS Y ELÁSTICOS 1.3 DEFORMACIÓN TOTAL Y UNITARIA 1.4 LEY DE HOOKE 1.5 MÓDULO DE ELASTICIDAD 1.6 DIAGRAMA ESFUERZO-DEFORMACIÓN 1.7 TEORÍAS ELÁSTICA Y PLÁSTICA 1.8 PUNTOS NOTABLES Y SUS VALORES EN LOS PRINCIPALDES

MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN. 1.9 MÓDULO DE POISSON.

3 UNIDAD V. RECIPIENTES CILÍNDRICOS Y ESFÉRICOS DE PARE DELGADA. 5.1 ESFERAS Y CILINDROS DE PARED DELGADA 5.2 ESFUERZOS EN SECCIONES LONGITUDINALES Y TRANSVERSALES 5.3 ESPESOR DE PARED 5.4 JUNTAS SOLDADAS 5.5 EFICIENCIA DE LA JUNTA.

6 UNIDAD II. MOMENTOS. 2.1 MOMENTOS DE PRIMER ORDEN. 2.2 MOMENTO ESTÁTICO DE FIGURAS SIMPLES Y COMPUESTAS 2.3 CENTROIDES. 2.4 MOMENTOS DE SEGUNDO ORDEN 2.5 MOMENTOS DE LAS PRINCIPALES FIGURAS GEOMÉTRICAS

SIMPLES O COMPUESTAS CON RESPECTO A SUS CENTROIDES. 2.6 MOMENTO POLAR DE INERCIA.

6 UNIDAD VI. CARGAS TORSIONALES Y MOMENTO DE TORSIÓN. 6.1 INTRODUCCIÓN. 6.2 LA FÓRMULA DE TORSIÓN. 6.3 MOMENTO DE TORSIÓN EN FUNCIÓN DE LA POTENCIA Y VELOCIDAD ANGULAR 6.4 TORSIÓN EN TUBOS DE PARED DELGADA 6.5 DIÁMETRO DE FLECHAS SUJEATAS A TORSIÓN PURA 6.6 DIÁMETROS COMERCIALES 6.7 FLEXIÓN EN FLECHAS. 6.8 CARGAS PRODUCIDAD POR LAS TRANSMISIONES 6.9 LA FLECHA COMO VIGA DE SECCIÓN CIRCULAR 6.10 FLECHAS SUJETAS A ESFUERZOS DE TORSIÓN Y FLEXIÓN.

9 UNIDAD III. ARMADURAS 3.1 TENSIÓN Y COMPRESIÓN PURAS SOBRE ARMADURAS 3.2 CÁLCULO DEL ÁREA DE UNA BARRA O CABLE SUJETOS A

TENSIÓN. 3.3 CONDICIONES DE BLOQUE, COLUMNA Y FLAMEO 3.4 MÓDULO DE ESBELTEZ 3.5 FÓRMULA DE EULER 3.6 DEFINICIÓN DE UNA ARMADURA PLANA 3.7 CÁLCULO DE ESFUERZOS POR LOS MÉTODOS DE MÓDULOS,

SECCIONES Y GRÁFICOS. 3.8 CRITERIO DE SELECCIÓN DEL MATERIAL ESTRUCTURAL EN

FUNCIÓN AL TIPO DE ESFUERZO SOPORTADO. 12 UNIDAD IV. VIGAS

4.1 TIPOS DE FUERZAS QUE ACTÚAN SOBRE UNA VIGA. TIPOS DE APOYOS Y CARGAS.

4.2 FLEXIÓN. 4.3 MOMENTO FLEXIONANTE, SU CÁLCULO Y VALOR MÁXIMO. 4.4 DIAGRAMAS DE MOMENTO FLEXIONANTE Y FUERZA CONSTANTE 4.5 VALORES CRÍTICOS 4.6 FÓRMULA DE FLEXIÓN 4.7 PROPIEDADES DEL ÁREA DE SECCIÓN. 4.8 MÓDULO DE SECCIÓN, EJE NEUTRO 4.9 CÁLCULO DE VIGAS ESTÁTICAMENTE DETERMINADAS E

INDETERMINADAS. VIGA CONTINUA 4.10 UNA TUBERÍA COMO VIGA CONTINUA. 4.11 DISTANCIA MÁXIMA ENTRE APOYOS. 4.12 USO DEL MANUAL PARA LA SELECCIÓN DE PERFILES

COMERCIALES

6 VII. ESFUERZOS TÉRMICOS Y JUNTAS. 7.1 ESFUERZOS DE ORIGEN TÉRMICO 7.2 DILATACIÓN T´ÉRMICA TOTAL Y UNITARIA EN EQUIPOS Y TUBERÍAS SUJETOS A ALTAS Y BAJAS

TEMPERATURAS. 7.3 ESFUERZO PRODUCIDO 7.4 NECESIDAD DE LAS JUNTAS DE EXPANSIÓN EN EQUIPOS Y TUBERÍAS. 7.5 TIPOS DE JUNTAS DE EXPANSIÓN.

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA: EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN DE LOS TEMAS DEL CURSO,

AUXILIADA CON MATERIAL AUDIOVISUAL QUE PERMITA EL DIÁLOGO.

CONSTRUCCIÓN Y EJECUCIÓN DE PROGRAMAS ELABORADOS POR EL PROFESOR PARA DISEÑAR VIGAS Y ESTRUCTURAS.

EVALUACIÓN:

PARTICIPACIONES EN CLASE. TAREAS. CUESTIONARIOS.

PROGRAMAS QUE ESCRIBA Y EJECUTE EL ESTUDIANTE. EXÁMENES PARCIALES.

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: SERIACIÓN POR BLOQUES. EL ALUMNO DEBE HABER APROBADO POR LO MENOS EL 80% DE LAS ASIGNATURAS DE LOS 3 PRIMEROS SEMESTRES. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: INGENIERO MECÁNICO O QUÍMICO.

BIBLIOGRAFÍA


BORESI, ARTHUR & SCHMIDT, RICHARD. INGENIERÍA MECÁNICA. ESTÁTICA THOMSON. MÉXICO, 2001

CASTILLO, HEBERTO ANÁLISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS TOMO 1. RESISTENCIA DE MATERIALES ALFAOMEGA. BARCELONA. 1996 GERE, JAMES M. MECÁNICA DE MATERIALES THOMSON LEARNING, MÉXICO, 2002 GOULET, JAN & BOUTIN JAN PIERRE PRONTUARIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES. THOMSON. MÉXICO, 2001

HIBBELER, RUSSEL CHARLES INGENIERÍA MECÁNICA: EDIT. PRENTICE HALL. MÉXICO, 1996 HIGDON, ARCHIE INGENIERÍA MECÁNICA. PRENTICE HALL, MÉXICO, 1982 PYTEL, ANDREW & KIUSALAAS, JAAN INGENIERÍA MECÁNICA. ESTÁTICA. THOMSON LEARNING. MÉXICO, 1999 MC CORMAC, JACK DISEÑO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS ALFAOMEGA. BARCELONA, 1998

SANDOR, BELA IRME. INGENIERÍA MECÁNICA. DINÁMICA PRENTICE HALL. MÉXICO, 1989 SEALY, F.B. RESISTENCIA DE MATERIALES. UTEHA, 1979 SHIGLEY, J. E. DISEÑO EN INGENIERÍA MECÁNICA Mc GRAW HILL. MÉXICO, 1990 SINGER, R. RESISTENCIA DE MATERIALES MC GRAW HILL. MÉXICO, 1995


ALTOS HORNOS DE MÉXICO, S.A. MANUAL AHMSA CONSTRUCCIÓN ACERO. MÉXICO, 1990 MECHANICAL ENGINEERS HANDBOOK. JOHN WILEY AND SONS. NEW YORK, 1986 SCHAFFER, SAXENA, ANTOLOVICH, SANDERS & WARNER. CIENCIA Y DISEÑO DE MATERIALES PARA INGENIERÍA.CECSA. MÉXICO, 2002 TIMOSCHENKO, I

RESISTENCIA DE MATERIALES MC GRAW HILL. MÉXICO, 1991 VAN VLACK MATERIALES PARA INGENIERÍA. CECSA. MÉXICO, 2001


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DEESTUDIO DE LA ASIGNATURA: CINÉTICA QUÍMICA Y CATÁLISIS DEL SEXTO SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 5 (3 TEÓRICAS/2 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 8 CLAVE: 1620 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA. SECCIÓN DE FISICOQUÍMICA CAMPO : PROFESIONAL. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO-PRÁCTICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA (HABER CUBIERTO 80% DE CRÉDITOS DE LOS TRES PRIMEROS SEMESTRES). ASIGNATURA SUBSECUENTE: REACTORES QUÍMICOS HOMOGÉNEOS.

INTRODUCCIÓN.

A FINALES DEL SIGLO XIX EL FÍSICO AUSTRIACO LUDWIG BOLTZMANN, EL CIENTÍFICO ESCOCÉS JAMES CLERK MAXWELL Y EL FÍSICO NORTEAMERICANO WILLARD GIBBS, ESTABLECIERON LAS BASES DE LA MECÁNICA ESTADÍSTICA. EL ENFOQUE PROPUESTO CONSISTE EN ANALIZAR LAS INTERRELACIONES DE PARTÍCULAS A ESCALA MOLECULAR Y EXTENDER LOS RESULTADOS DE DICHO ANÁLISIS A NIVEL MACROSCÓPICO. A TRAVÉS DE SUS CÁLCULOS DESCUBRIERON QUE LA TEMPERATURA ES UNA MEDIDA DE LA ENERGÍA CINÉTICA PROMEDIO DE LAS PARTÍCULAS MICROSCÓPICAS. TAMBIÉN HALLARON QUE LA ENTROPÍA ES PROPORCIONAL AL LOGARITMO DEL NÚMERO DE FORMAS (MICROESTADOS) EN QUE SE PUEDE ORDENAR MICROSCÓPICAMENTE UN SISTEMA MACROSCÓPICO.

LA TERMODINÁMICA ESTADÍSTICA ES UNA RAMA DE LA MECÁNICA ESTADÍSTICA. UTILIZA EL MISMO ENFOQUE EN EL ANÁLISIS DE LOS SISTEMAS TERMODINÁMICOS. ALGUNAS DE LAS RAMAS DE LA TERMODINÁMICA ESTADÍSTICA QUE TUVIERON MÁS ÉXITO A FINALES DEL SIGLO XX SON LA TEORÍA DE GRUPOS DE RENORMALIZACIÓN Y LAS RETÍCULAS DE BOLTZMANN. UNO DE LOS PRIMEROS LOGROS IMPORTANTES DE LA FÍSICA ESTADÍSTICA FUE EL DESARROLLO DE LA TEORÍA CINÉTICO MOLECULAR DE LOS GASES. A PARTIR DE LOS POSTULADOS Y MÉTODOS DE DICHA TEORÍA HA SIDO POSIBLE CALCULAR PROPIEDADES DE TRANSPORTE DE GASES Y SE HAN CONSTRUIDO MODELOS TEÓRICOS PARA EL ESTUDIO DE LA DINÁMICA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS, INCLUYENDO LA TEORÍA DE COLISIONES Y LA TEORÍA DEL ESTADO DE TRANSICIÓN. POR OTRA PARTE, LA CINÉTICA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS FRECUENTEMENTE UTILIZAN EL MODELO FENOMENOLÓGICO DE ARRHENIUS PARA LA CARACTERIZACIÓN MATEMÁTICA DE LAS VELOCIDADES DE REACCIÓN, EVALUANDO EMPÍRICAMENTE UNA ENERGÍA DE ACTIVACIÓN, UN ORDEN DE REACCIÓN Y UN COEFICIENTE CINÉTICO PARA LAS REACCIONES ELEMENTALES. EL ANÁLISIS DE REACCIONES COMPLEJAS SE ESTABLECE A PARTIR DE LAS ECUACIONES DIFERENCIALES ACOPLADAS DE LAS REACCIONES ELEMENTALES. VARIAS DE DICHAS REACCIONES COMPLEJAS DAN LUGAR A FENÓMENOS INTERESANTES COMO LAS REACCIONES EN CADENA, LA FOTÓLISIS, LA CINÉTICA ENZIMÁTICA O EL CAOS QUÍMICO EN LAS REACCIONES DE BELUZOV–SHABOTINSKY, Y MERECEN ESPECIAL ATENCIÓN, YA QUE SU COMPRENSIÓN ES IMPORTANTE PARA EL DISEÑO DE REACTORES QUE EL ALUMNO ESTUDIA EN EL SIGUIENTE SEMESTRE. ASÍ MISMO, ES DE IMPORTANCIA FUNDAMENTAL PARA EL DISEÑO DE REACTORES HETEROGÉNEOS, QUE EL ESTUDIANTE SEA CAPAZ DE INCORPORAR SUS CONOCIMIENTOS DE FENÓMENOS DE TRANSPORTE A LOS DE CINÉTICA QUÍMICA.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO. AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: UTILIZAR LOS CONCEPTOS Y MÉTODOS DE LA TERMODINÁMICA ESTADÍSTICA ELEMENTAL, CORRESPONDIENTES A LA TEORÍA DE COLISIONES Y LA TEORÍA DE ESTADO DE TRANSICIÓN, PARA EXPLICAR LOS FENÓMENOS QUE OCURREN EN EL TRANSCURSO DE UNA REACCIÓN QUÍMICA, Y POSTERIORMENTE ESCRIBIR Y APLICAR MODELOS MATEMÁTICOS PARA LA PREDICCIÓN DE LAS VELOCIDADES DE UNA REACCIÓN Y CARACTERIZAR LOS FENÓMENOS DE CATÁLISIS HOMOGÉNEA Y HETEROGÉNEA.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS: EL CURSO ESTÁ CONSTITUIDO POR LAS SIGUIENTES UNIDADES, AL FINAL DE LAS CUALES EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: UNIDAD I. TERMODINÁMICA ESTADÍSTICA ELEMENTAL.

CONSTRUIR MODELOS MATEMÁTICOS BASADOS EN LAS PROPIEDADES ESTADÍSTICAS DE PEQUEÑOS CONGREGADOS MOLECULARES DE SISTEMAS QUÍMICOS, QUE PERMITAN MEDIANTE UN ESCALAMIENTO ADECUADO DESCRIBIR LAS PROPIEDADES MACROSCÓPICAS DEL SISTEMA. EN PARTICULAR,

UTILIZAR LA TEORÍA CINÉTICO MOLECULAR PARA FUNDAMENTAR LA TEORÍA DE COLISIONES Y LA TEORÍA DE ESTADO DE TRANSICIÓN, ÚTILES EN LA EXPLICACIÓN DEL MECANISMO Y EL CÁLCULO DE LA VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN QUÍMICA.

UNIDAD II. CINÉTICA QUÍMICA.

UTILIZAR LOS MODELOS TEÓRICOS Y FENOMENOLÓGICOS PARA CALCULAR LA VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN QUÍMICA Y CARACTERIZAR LA EVOLUCIÓN DE LAS CONCENTRACIONES DE LAS ESPECIES REACCIONANTES Y PRODUCTOS MEDIANTE LA INTEGRACIÓN DE LOS MODELOS MATEMÁTICOS CORRESPONDIENTES.

ESTABLECER UNA CLASIFICACIÓN CINÉTICA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS ELEMENTALES EN BASE A SU ORDEN DE REACCIÓN. OBTENER, A PARTIR DEL MECANISMO DE RADICALES LIBRES O CARBOCATIONES Y CARBANIONES, LOS MODELOS MATEMÁTICOS DE

REACCIONES COMPLEJAS COMO LAS DE MICHAELIS-MENTEN, EL OREGONADOR CINÉTICO Y EL BRUCELADOR CINÉTICO, Y EXPLICAR LA CINEMÁTICA DE LAS REACCIONES OSCILANTES Y CAÓTICAS.

UNIDAD III. CATÁLISIS.

UTILIZAR LOS CONCEPTOS APRENDIDOS EN LA ASIGNATURA DE FENÓMENOS DE TRANSPORTE Y EN LAS DOS PRIMERAS UNIDADES DE ESTE CURSO PARA EXPLICAR LA ACCIÓN CATALÍTICA EN SISTEMAS HOMOGÉNEOS Y HETEROGÉNEOS.

P R O G R A M A : No. de sesión TEMA: No. de

sesión TEMA

1 UNIDAD I. TERMODINÁMICA ESTADÍSTICA ELEMENTAL. 1.10 TEORÍA CINÉTICO MOLECULAR DE LOS GASES 1.10.1 FUNDAMENTOS 1.10.2 VELOCIDAD Y ENERGÍA CINÉTICA MEDIA DE UNA MOLÉCULA.

19 2.8 REACCIONES COMPLEJAS. 2.8.1 REACCIONES OPUESTAS, PARALELAS Y EN SERIE. MECANISMOS

GENERALES. EVALUACIÓN DE LAS CONSTANTES DE RAPIDEZ. 2.8.2 REACCIONES EN CADENA. MECANISMO Y FORMULACIÓN DE MODELOS

MATEMÁTICOS DE LA VELOCIDAD DE REACCIÓN. 2 1.11 LEY DE MAXWELL-BOLTZMANN

1.11.1 DERIVACIÓN 1.11.2 APLICACIONES

20 2.9 MECANISMOS DE REACCIÓN. ESTADO ESTACIONARIO Y EQUILIBRIOS RÁPIDOS. 2.9.1 MODELOS MATEMÁTICOS DE RAPIDEZ A PARTIR DEL

MECANISMO DE LA REACCIÓN. 2.9.2 MECANISMOS DE REACCIÓN A PARTIR DE LOS AJUSTES MATEMÁTICOS DE

LA VELOCIDAD USANDO DATOS EXPERIMENTALES. 3 INTRODUCCIÓN AL CURSO DE LABORATORIO DE CINÉTICA QUÍMICA Y

CATÁLISIS. 21 PRÁCTICA 6. ESTUDIO CINÉTICO DE UNA REACCIÓN COMPLEJA.

EL BRUCELADOR CINÉTICO 4 1.12 ECUACIONES PARA LAS FUNCIONES DE REPARTO Y SU RELACIÓN CON

LAS FUNCIONES TERMODINÁMICAS DE ESTADO. 22 2.10 EORIA DE LA RAPIDEZ DELAS REACCIONES.

2.10.1 TEORÍA DE LAS COLISIONES ACTIVAS. COLISIÓN ACTIVA Y ENERGÍA DE ACTIVACIÓN. ECUACIÓN FUNDAMENTAL

5 1.4 LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO EN FUNCIÓN DE LAS FUNCIONES DE REPARTO.

23 2.10.2 TEORÍA DE LA RAPIDEZ ABSOLUTA DE REACCIÓN. TRAYECTORIA DE REACCIÓN Y ENERGÍA DE ACTIVACIÓN. ECUACIÓN FUNDAMENTAL.

6 PRÁCTICA 1. SIMULACIÓN COMPUTACIONAL EN TERMODINÁMICA ESTADÍSTICA. TEORÍA CINÉTICO MOLECULAR

24 RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS DE CINÉTICA QUÍMICA

7 1.5 DETERMINACIÓN DE PROPIEDADES DE TRANSPORTE EN SISTEMAS GASEOSOS A PARTIR DE LA TERMODINÁMICA ESTADÍSTICA.

1.5.1 VISCOSIDAD

25 2.10.3 COMPARACIÓN ENTRE LAS TEORÍAS DE VELOCIDAD DE REACCIÓN.

8 1.5.2 CONDUCTIVIDAD TÉRMICA 26 2.11 REACCIONES IÓNICAS EN SOLUCIÓN. 9 PRÁCTICA 2. SIMULACIÓN COMPUTACIONAL EN TERMODINÁMICA

ESTADÍSTICA. CÁLCULO DE DISTRIBUCIONES 27 RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS DE CINÉTICAQUÍMICA

10 1.5.3 DIFUSIVIDAD MOLAR 28 2.12 REACCIONES EN INTERFASES LÍQUIDO-LÍQUIDO Y LÍQUIDO-GAS. 11 1.6 EVALUACIÓN DE OTRAS PROPIEDADES FÍSICAS DE SISTEMAS QUÍMICOS

A PARTIR DE LA TERMODINÁMICA ESTADÍSTICA. 29 EJERCICIOS

12 PRÁCTICA 3. SIMULACIÓN COMPUTACIONAL EN TERMODINÁMICA ESTADÍSTICA. REDES DE GASES.

30 RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS DE CINÉTICA QUÍMICA

13 UNIDAD II. CINÉTICA QUÍMICA. 2.1 RAPIDEZ DE UNA REACCIÓN QUÍMICA. DEFINICIÓN Y UNIDADES. 2.2 ORDEN DE REACCIÓN Y COEFICIENTE CINÉTICO 2.3 EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LA RAPIDEZ DE LA REACCIÓN.

MODELO DE ARRHENIUS

31 UNIDAD III. CATÁLISIS. 3.1 CATÁLISIS Y CATALIZADORES. DEFINICIÓN. 3.2 PROPIEDADES DE LOS CATALIZADORES.

14 2.4 REACCIONES ELEMENTALES 2.5 FORMULACIÓN DE LAS ECUACIONES DIFERENCIALES DE LAS

VELOCIDADES DE REACCIÓN DE ORDEN CERO, PRIMERO Y SEGUNDO ORDEN, ORDEN N Y PSEUDOORDEN.

32 3.3 TIPOS DE CATÁLISIS. 3.4 CATÁLISIS HOMOGÉNEA. MECANISMO GENERAL.

15 PRACTICÁ 4. DETERMINACIÓN DEL ORDEN DE REACCIÓN 33 PRÁCTICA 7. ESTUDIO CINÉTICO DE UNA REACCIÓN DE CATÁLISIS HOMOGÉNEA.

16 2.6 INTEGRACIÓN DE LOS MODELOS CINÉTICOS DE REACCIONES DE ORDEN . EVOLUCIÓN DE LAS CONCENTRACIONES DE LAS ESPECIES REACCIONANTES Y PRODUCTOS QUE PARTICIPAN EN CADA TIPO DE REACCIÓN.

34 3.4.1 CATÁLISIS ÁCIDO-BASE 3.4.2 CATÁLISIS POR TRANSFERENCIA DE ELECTRONES. 3.4.3 CATÁLISIS ORGANOMETÁLICA

17 2.7 MÉTODOS DIFERENCIAL E INTEGRAL DE LA DETERMINACIÓN DE LOS ÓRDENES DE REACIÓN A PARTIR DE DATOS EXPERIMENTALES.

35 3.4.4 CATÁLISIS POR MICELAS 3.4.5 CATÁLISIS POR MACROMOLÉCULAS 3.4.6 CATÁLISIS POR TRANSFERENCIA DE FASE.

18 PRÁCTICA 5. EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LA RAPIDEZ DE UNA REACCIÓN Y APLICACIÓN DE LA ECUACIÓN DE ARRHENIUS.

36 RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS DE CATÁLISIS

37 3.5 CATÁLISIS ENZIMÁTICA. 3.5.1 ESTRUCTURA Y ACTIVIDAD DE UNA ENZIMA 3.5.2 ECUACIÓN DE MICHAELIS-MENTEN 3.5.3 INHIBICIÓN ENZIMÁTICA A) MECANISMOS DE INHIBICIÓN: COMPETITIVA, ACOMPETITIVA Y NO

COMPETITIVA. B) MECANISMO DE ACCIÓN DEL INHIBIDOR

43

38 3.5.4 IDENTIFICACIÓN DEL TIPO DE INHIBICIÓN UTILIZANDO LA ECUACIÓN DE MICHAELIS-MENTEN

44

39 PRÁCTICA 8. ESTUDIO CINÉTICO DE UNA REACCIÓN DE CATÁLISIS ENZIMÁTICA. COMPROBACIÓN DEL MECANISMO Y DE LA ECUACIÓN DE MICHAELIS-MENTEN

45 PRÁCTICA 10. ESTUDIO CINÉTICO DE UNA REACCIÓN DE CATÁLISIS HETEROGÉNEA EN SÓLIDOS POROSOS.

40 3.6 CATÁLISIS HETEROGÉNEA. 3.6.1 MECANISMO GENERAL 3.6.2 CATÁLISIS SOBRE SUPERFICIES

46

41 3.6.3 CATÁLSISIS EN CAVIDADES DE ESACALA MOLECULAR (MICROPOROS) 47 42 PRÁCTICA 9. ESTUDIO CINÉTICO DE UNA REACCIÓN DE CATÁLISIS

HETEROGÉNEA SOBRE UNA SUPERFICIE SÓLIDA. 48


EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN DE LOS TEMAS DEL CURSO. USO DE MATERIAL AUDIOVISUAL. CONSTRUCCIÓN Y EJECUCIÓN DE ALGORITMOS COMPUTACIONALES

PARA LAS SESIONES DE LABORATORIO DE TERMODINÁMICA ESTADÍSTICA.

RESOLUCIÓN DE CUESTIONARIOS Y PROBLEMAS PLANTEADOS EN LOS LIBROS DE TEXTO.

PRÁCTICAS DE LABORATORIO Y TALLER DE RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS. EVALUACIÓN: SE RECOMIENDAN 3 EXÁMENES PARCIALES. 2 EXÁMENES FINALES.

SE RECOMIENDA TAMBIÉN TOMAR EN CUENTA LOS PROGRAMAS QUE EL ALUMNO ELABORE, ASÍ COMO LAS TAREAS Y TRABAJOS QUE REALICE FUERA DEL AULA. SE RECOMIENDA QUE EN LA EVALUACIÓN FINAL DEL CURSO SE PONDERE A LA TEORÍA CON UN 60% Y AL TRABAJO DE LABORATORI CON UN 40%. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: SERIACIÓN POR BLOQUES. EL ALUMNO DEBE HABER APROBADO POR LO MENOS EL 80% DE LAS ASIGNATURAS DE LOS 3 PRIMEROS SEMESTRES. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: PROFESIONALES DE LA QUÍMICA CON CONOCIMIENTOS DE TERMODINÁMICA ESTADÍSTICA, PROGRAMACIÓN, FENÓMENOS DE TRANSPORTE, CINÉTICA QUÍMICA Y CATÁLISIS.

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: LAIDLER, K.J. CINÉTICA DE REACCIONES. ED. ALHAMBRA BARCELONA, ESPAÑA, 1971 FROST, A.A AND PEARSON, R.C. KINETICS AND MECHANISM. JOHN WILEY AND SONS. N.Y, 1961 LEE, SEARS & TURCOTTE. STATISTICAL THERMODYNAMICS. ADDISON WESLEY. 1972 NASH. INTRODUCTION TO STATISTICAL THERMODYNAMICS. PRENTICE HALL. 1972 LATHAM & BURGERS. ELEMENTOS DE CINÉTICA DE LAS REACCIONES. EL MANUAL MODERNO, 1980 GREINER, W; LUDWIG, N. & HORST STÖCKER. THERMODYNAMICS AND STATISTICAL MECHANICS. SPRINGER-VERLAG. NEW YORK, 1995 JAIDLER, K.F. CHEMICAL KINETICS. HARPER AND ROW. NEW YORK, 1987 CAPELLOS, C.;BIELSLA, B.J. KINETICS SYSTEMS. WILEY INTERSCIENCE. NEW YORK, 1972 BRUCE C. GATES. CATALYTIC CHEMISTRY. JOHN WILEY & SONS. NEW YORK, 1992 YOURGRAW, W; VAN DER MERWE, A; RAW, L. TREATISE ON IRREVERSIBLE AND STATISTICAL THERMODYNAMICS. DOVER PUBLICATIONS. NEW YORK, 1992

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: CHANG, RAYMOND. FISICOQUÍMICA CON APLICACIÓN A SISTEMAS BIOLÓGICOS. CECSA. MÉXICO, 1981 SOMORJAI, GABOR A. INTRODUCTION TO SURFACE CHEMISTRY AND CATALYSIS CECSA. MÉXICO, 1981


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE LA MATERIA: QUÍMICA ANALÍTICA III , QUE CURSARÁN LOS ALUMNOS DE SEXTO SEMESTRE . DE INGENIERÍA QUÍMICA , HORAS/SEMANA : 6 (2 TEÓRICAS / 4 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 8 CLAVE: 1624 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA. SECCIÓN DE QUÍMICA

ANALÍTICA CAMPO: PROFESIONAL MODALIDAD: CURSO TEÓRICO-PRÁCTICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA ASIGNATURA PRECEDENTE: QUÍMICA ANALÍTICA II ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

QUÍMICA ANALÍTICA III. MÉTODOS ANALÍTICOS INSTRUMENTALES Y DE SEPARACIÓN.

INTRODUCCIÓN

LA QUÍMICA ANALÍTICA MODERNA SE BASA EN LOS ANÁLISIS EN VÍA HÚMEDA Y EN VARIOS MÉTODOS INSTRUMENTALES QUE HAN EVOLUCIONADO EN LOS ÚLTIMOS AÑOS CON LAS NUEVAS TECNOLOGÍAS. ES IMPORTANTE PARA EL PROFESIONAL DE LA INGENIERÍA QUÍMICA CONOCER EL FUNDAMENTO DE DICHOS MÉTODOS Y LLEVAR A CABO EL ANÁLISIS CUANTITATIVO DE DIFERENTES MEZCLAS DE SUSTANCIAS. EN ESTE CURSO SE BRINDA AL ESTUDIANTE EL CONOCIMIENTO DE LOS FUNDAMENTOS DE LOS MÉTODOS ELECTROQUÍMICOS, TALES COMO LA POLAROGRAFÍA, LA VOLTAMPEROMETRÍA Y LAS DETERMINACIONES COULOMBIMÉTRICAS. SE LE ENSEÑA A CONSTRUIR LAS CURVAS TEÓRICAS E INTERPRETAR LOS RESULTADOS EXPERIMENTALES. TAMBIÉN SE ESTUDIAN LOS MÉTODOS ANALÍTICOS DE PREPARACIÓN DE MUESTRAS Y REPARTO ENTRE DOS FASES, TALES COMO LA EXTRACCIÓN Y LA CROMATOGRAFÍA EN CAPA FINA Y COLUMNA, Y CROMATOGRAFÍA DE GASES. IGUALMENTE SE HACEN LAS PREDICCIONES TEÓRICAS Y SE INTERPRETAN LOS RESULTADOS EXPERIMENTALES. EL CURSO ES TEÓRICO-PRÁCTICO, CON LAS PRÁCTICAS DEL LABORATORIO SINCRONIZADAS CON EL AVANCE EN LAS CLASES DE TEORÍA.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO. AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE : DESCRIBIR LOS MÉTODOS DE SEPARACIÓN Y TÉCNICAS DE CUANTIFICACIÓN INSTRUMENTALES MÁS UTILIZADAS EN LA INDUSTRIA, ADEMÁS DE HABER ADQUIRIDO EL CRITERIO PARA LA ADECUADA SELECCIÓN DEL MÉTODO ANALÍTICO EN FUNCIÓN A LAS PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS DE LA SUSTANCIA A ANALIZAR.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS: EL CURSO ESTÁ CONSTITUIDO POR 3 UNIDADES, AL FINALIZAR CADA UNA DE ELLAS, EL ALUMNO DEBERÀ SER CAPAZ DE: UNIDAD I : MÉTODOS ELECTROQUÍMICOS

• EXPLICAR EL FUNDAMENTO Y LA IMPORTANCIA DE LOS MÉTODOS ELECTROQUÍMICOS DE ANÁLISIS • IDENTIFICAR LAS VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS MÉTODOS ELECTROQUÍMICOS DE MAYOR APLICACIÓN INDUSTRIAL

Y EN INVESTIGACIÓN • APLICAR LOS CONCEPTOS DE CINÉTICA ELECTROQUÍMICA Y EQUILIBRIO PARA IDENTIFICAR Y CUANTIFICAR LAS

SUSTANCIAS PRESENTES EN UNA MUESTRA • MANIPULAR LOS APARATOS DE POLAROGRAFÍA Y VOLTAMPEROMETRÍA MÁS COMUNES.

UNIDAD II: MÉTODOS DE REPARTO ENTRE DOS FASES

• EXPLICAR LA IMPORTANCIA DE LOS MÉTODOS ANALÍTICOS DE SEPARACIÓN • UTILIZAR LOS EQUIPOS MODERNOS DE SEPARACIÓN PARA EL ANÁLISIS CUANTITATIVO

UNIDAD III: MÉTODOS DE PREPARACIÓN DE MUESTRAS:

• EXPLICAR LA IMPORTANCIA DE LOS MÉTODOS DE PREPARACIÓN DE MUESTRAS • IDENTIFICAR LAS VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS DIFERENTES MÉTODOS DE PREPARACIÓN DE MUESTRAS • UTILIZAR LOS MÉTODOS MODERNOS DE PREPARACIÓN DE MUESTRAS • SELECCIONAR ADECUADAMENTE EL MÉTODO DE PREPARACIÓN DE ACUERDO A LAS PROPIEDADES Y FINALIDAD DE LAS

MUESTRAS.

• QUÍMICA ANALÍTICA II. ESTUDIO DE LAS REACCIONES QUÍMICAS DE INTERCAMBIO SIMULTÁNEO DE DIFERENTES PARTÍCULAS EN MEDIOS AMORTIGUADOS DE DISOLUCIONES ACUOSAS.


T E M A : NÚMERO DE HORAS

TEMA:

1 MÉTODOS ELECTROQUÍMICOS TERMINOLOGÍA (ELECTRÓLISIS, ELECTROACTIVIDAD, ETC) PRINCIPIOS

A) EFECTO DE LA CORRIENTE SOBRE LOS POTENCIALES DE CELDA

B) FENÓMENOS DE TRANSPORTE C) CORRIENTE FARADAICA Y NO FARADAICA

ORIGEN DE LAS CURVAS I = f (E) A) RELACIONES I-E PARA SISTEMAS REVERSIBLES B) ESTADO DE DIFUSIÓN ESTACIONARIO C) TIPOS DE BARRIDO DE POTENCIAL D) VOLTAMPEROGRAMAS PARA SISTEMAS

MULTICOMPONENTES E) INFLUENCIA DEL pH EN LAS CURVAS INTENSIDAD-

POTENCIAL EN MEDIO ACUOSO. F) ELECTRODOS INERTES Y NO INERTES G) MICROELECTRODOS E INSTRUMENTOS H) POLAROGRAFÍA

VALORACIONES AMPEROMÉTRICAS A) APLICACIONES INDUSTRIALES

ANÁLISIS ELECTROGRAVIMÉTRICO Y COULOMBIMÉTRICO A) EVOLUCIÓN DE LAS CURVAS I = f (E) DURANTE LA

ELECTROLISIS B) TIPOS DE ELECTRODEPOSICIÓN (POTENCIAL, CORRIENTE O

TENSIÓN CONTROLADA) C) EQUIPO Y APLICACIONES D) TIPOS DE COULOMBIMETRÍA (POTENCIAL O CORRIENTE

IMPUESTA) E) TITULACIONES COULOMBIMÉTRICAS.

APLICACIONES A) GALVANOPLASTIA B) CROMADO C) OTROS

• 40 MÉTODOS DE REPARTO ENTRE DOS FASES EXTRACCIÓN.

A) EQUILIBRIO GENERAL DE REPARTO B) EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO

• EFECTOS DEL PH • EXTRACCIÓN CON UN AGENTE QUELANTE • ESTRATEGIAS PARA LA SEPARACIÓN

C) DISTRIBUCIÓN A CONTRACORRIENTE • REPARTO CRAIG

CROMATOGRAFÍA A) CLASIFICACIÓN DE LOS MÉTODOS CROMATOGRÁFICOS B) CROMATOGRAFÍA DE INTERCAMBIO IÓNICO

• INTERCAMBIADORES IÓNICOS • CAPACIDAD DE INTERCAMBIO • COEFICIENTE DE REPARTO • APLICACIONES • TRATAMIENTO DE AGUAS

C) GENERALIDADES Y TERMINOLOGÍA • TEORÍA DE LOS PLATOS • TEORÍA CINÉTICA • ANÁLISIS CUALITATIVO Y CUANTITATIVO • RESOLUCIÓN Y EFICIENCIA

D) CROMATOGRAFÍA DE LÍQUIDOS DE ALTA RESOLUCIÓN • TIPOS DE FASE MÓVILES Y FASES ESTACIONARIAS • FASE NORMAL Y FASE REVERSA • FACTORES QUE INFLUYEN EN LA SELECTIVIDAD • INSTRUMENTACIÓN • APLICACIONES

E) CROMATOGRAFÍA DE GASES • FASES ESTACIONARIAS • FACTORES QUE INFLUYEN EN LA SELECTIVIDAD • INSTRUMENTACIÓN • DETECTORES • APLICACIONES

F) FLUIDOS SUPERCRÍTICOS • PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS SUPERCRÍTICOS • FASES ESTACIONARIAS Y FASES MÓVILES • FACTORES QUE INFLUYEN EN LA SELECTIVIDAD • INSTRUMENTACIÓN • APLICACIONES

G) COMPARACIÓN ENTRE LAS TÉCNICAS CROMATOGRÁFICAS

2 UNIDAD III. MÉTODOS DE PREPARACIÓN DE MUESTRAS. 3.1 MICROONDAS

A) TIPOS DE MUESTRAS B) ANALITOS DE INTERÉS C) REACTIVOS D) OPTIMIZACIÓN

3.2 EXTRACCIÓN SÓLIDO-LÍQUIDO A) FASES ESTACIONARIAS B) TIPOS DE MUESTRAS C) ANALITOS DE INTERÉS D) OPTIMIZACIÓN

3.3 ANÁLISIS POR INYECCIÓN EN FLUJO A) FASES ESTACIONARIAS B) TIPOS DE MUESTRAS C)


SE PRETENDE MOTIVAR AL ESTUDIANTE AL MANEJAR UNA RELACIÓN ESTRECHA ENTRE LA TEORÍA Y EL LABORATORIO A FIN DE RE4AFIRMAR CONOCIMIENTOS. EL ALUMNO REALIZARÁ PRÁCTICAS DEMOSTRATIVAS O SIMPLES PARA FINALMENTE RESOLVER EL PROBLEMA PROPUESTO, SELECCIONANDO EL MÉTODO ANALÍTICO Y LA INSTRUMENTACIÓN IDÓNEA PARA ELLO.

LAS SIGUIENTES PRÁCTICAS SON LOS REQUISITOS MÍNIMOS PARA EL CURSO DE QUÍMICA ANALÍTICA III:

1. POLAROGRAFÍA 2. VOLTAMPEROMETRÍA 3. ELECTRODEPOSICIÓN 4. COULOMBIMETRÍA 5. EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 6. CROMATOGRAFÍA DE INTERCAMBIO IÓNICO 7. CROMATOGRAFÍA DE LÍQUIDOS DE ALTA EFICIENCIA 8. CROMATOGRAFÍA DE GASES 9. PREPARACIÓN DE MUESTRAS: HORNO DE MICROONDAS Y EXTRACCIÓN EN FASE SÓLIDA 10. ANÁLISIS POR INYECCIÓN EN FLUJO 11. PROYECTO

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA: SE EMPLEARÁN LAS SIGUIENTES TÉCNICAS DIDÁCTICAS: • EXPOSICIÓN ORAL DEL PROFESOR • RESOLUCIÓN DE EJERCICICIOS ASESORADOS POR EL PROFESOR • SEMINARIOS • PROGRAMAS COMPUTACIONALES COMO UNA TÉCNICA AUXILIAR DE LA ENSEÑANZA • PRESENTACIÓN DE MATERIAL AUDIOVISUAL PARA AUMENTAR LA COMPRENSIÓN E INTERÉS A CERCA DE ALGUNOS CAPÍTULOS • LAS ACTIVIDADES EXPERIMENTALES SE DESARROLLARÁN, DEPENDIENDO DE LA NATURALEZA DE ESTAS, EN FORMA INDIVIDUAL, EN PEQUEÑOS GRUPOS DE

TRABAJO O DE MANERA DEMOSTRATIVA.

MÉTODO DE EVALUACIÓN: SE REALIZARÁN POR LO MENOS TRES EXÁMENES PARCIALES QUE DEBEN CONTEMPLAR: • ANÁLISIS DEDUCTIVO A NIVEL RAZONABLE • OBTENCIÓN DE RESULTADOS NUMÉRICOS MEDIANTE EL USO DE TABLAS, GRÁFICAS Y ECUACIONES SE SUGIERE QUE PARA LA EVALUACIÓN FINAL DEL CURSO, LA TEORÍA Y PROBLEMAS TENGA UNA PONDERACIÓN DEL 50% Y EL LABORATORIO EL OTRO 50%. REQUISITOS PARA LA ASIGNATURA: QUÍMICA ANALÍTICA II PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTIRÁ LA ASIGNATURA: PROFESIONAL DE LA QUÍMICA O INGENIERÍA QUÍMICA

BIBLIOGRAFÍA: BIBLIOGRAFÍA BÁSICA SKOOG, DOUGLAS A. ANÁLISIS INSTRUMENTAL. NUEVA EDITORIAL INTERAMERICANA. MÉXICO, 1986 HARRIS, D.C. ANÁLISIS QUÍMICO CUANTITATIVO. GRUPO EDITORIAL IBEROAMÉRICA. MÉXICO, 1992 PECSOK, ROBERT L. y SHIELDS, L. DONALD MÉTODOS MODERNOS DE ANÁLISIS QUÍMICO . LIMUSA. MÉXICO, 1990 SKOOG AND WEST QUÍMICA ANALÍTICA. 4a EDICIÓN. Mc GRAW HILL INTERAMERICANA. MÉXICO, 1989 FLASCHKA, H.A.; BARMID, A.J. y STURROCK, P.E. QUÍMICA ANALÍTICA CUANTITATIVA VOL.1. INTRODUCCIÓN A LOS PRINCIPIOS. COMPAÑÍA EDITORIAL CONTINENTAL. MÉXICO, 1982 BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA CHARLOT, GASTON CURSO DE QUÍMICA ANALÍTICA GENERAL. TOMOS I-III. ED. TORAY-MASSON. BARCELONA, ESPAÑA,1980 STROBEL, HOWARD A. INSTRUMENTACIÓN QUÍMICA. ESTUDIO SISTEMÁTICO DEL ANÁLISIS INSTRUMENTAL. LIMUSA, MÉXICO, 1980


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: LABORATORIO EXPERIMENTAL MULTIDISCIPLINARIO IV DEL SEXTO SEMESTRE DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 3 (3 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 3 CLAVE: 1623 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA. SECCIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA CAMPO : PROFESIONAL. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO-PRÁCTICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA ASIGNATURA PRECEDENTE : SERIACIÓN POR BLOQUES. EL ESTUDIANTE DEBERÁ HABER ACREDITADO EL 80 % DE CRÉDITOS DE LOS TRES PRIMEROS SEMESTRES ASIGNATURA SUBSECUENTE: LABORATORIO EXPERIMENTAL MULTIDISCIPLINARIO V

INTRODUCCIÓN

EL DISEÑO DE LAS OPERACIONES UNITARIAS DE TRANSFERENCIA DE MASA REQUIERE DE LA DETERMINACIÓN DE LOS COEFICIENTES LOCALES Y GLOBALES CON LOS CUALES SE PUEDA CARACTERIZAR LA RAPIDEZ CON LA QUE SE LLEVA A CABO EL PROCESO. ADEMÁS, PUEDEN DISEÑARSE EXPERIMENTOS PARA TRATAR DE OBTENER LAS CORRELACIONES EMPÍRICAS QUE GOBIERNAN UN PROCESO DE TRANSPORTE DE MASA EN UN EQUIPO A NIVEL PLANTA PILOTO, DESPUÉS DE HABER ESTUDIADO DETENIDAMENTE LA METODOLOGÍA ESTÁNDAR PARA LA EVALUACIÓN DE LOS MENCIONADOS COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA. EN ESTE CURSO DE LEM IV SE ANALIZAN LOS MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE MASA EN LAS PRIMERAS PRÁCTICAS, Y AL FINAL DEL SEMESTRE SE UTILIZAN LOS CONOCIMIENTOS ADQUIRIDOS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE UNA TORRE DE ENFRIAMIENTO Y PARA EL DESARROLLO DE UN PROYECTO DE INVESTIGACIÓN.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE:

EXPLICAR LOS CONCEPTOS Y MODELOS MATEMÁTICOS BÁSICOS DE TRANSFERENCIA DE MASA, PARA LA COMPRENSIÓN, EXPLICACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE FENÓMENOSOS EN OPERACIONES INDUSTRIALES ENSAYADAS EXPERIMENTALEMENTE A NIVEL PLANTA PILOTO.


EL CURSO CONSTA DE 6 UNIDADES, AL TÉRMINO DE LAS CUALES EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE:

UNIDAD I. DIFUSIÓN MOLECULAR: DETERMINAR EXPERIMENTALMENTE EL COEFICIENTE DE DIFUSIÓN MOLECULAR EN UNA CELDA DE ARNOLD MODIFICADA.

UNIDAD II. RELLENO DE COLUMNAS: IDENTIFICAR ALGUNOS TIPOS IMPORTANTES DE EMPAQUES Y DETERMINAR LAS PROPIEDADES FÍSICAS DE DICHOS RELLENOS.

UNIDAD III. TORRES EMPACADAS: EFECTUAR UN ESTUDIO HIDRÁULICO MANIPULANDO LAS VARIABLES DE PROCESO DURANTE LA OPERACIÓN DE UNA TORRE DE ABSORCIÓN.

UNIDAD IV. DETERMINACIÓN DE VARIABLES PARA PROCESO AIRE-AGUA: INTERPRETAR ADECUADAMENTE LA CARTA PSICROMÉTRICA EN UN PROCESO DE SATURACIÓN ADIABÁTICA COMPARANDO LA FENOMENOLOGÍA CON EL COMPORTAMIENTO DEL BULBO HÚMEDO.

UNIDAD V. HUMIDIFICACIÓN ADIABÁTICA: MANIPULAR ADECUADAMENTE LAS VARIABLES Y PROCESOS DE OPERACIÓN DE UNA TORRE DE ENFRIAMIENTO PARA DETERMINAR LOS COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE MASA.

UNIDAD VI. TORRES DE ENFRIAMIENTO: OPERAR E IDENTIFICAR LAS PARTES PRINCIPALES DE UNA TORRE DE ENFRIAMIENTO DE AGUA PARA EXPLICAR LOS EFECTOS DE TRANSFERENCIA DE MASA Y CALOR CAUSADOS EN EL INTERIOR DE LAS UNIDADES.



6 UNIDAD I. DIFUSIÓN MOLECULAR

6 UNIDAD IV. DETERMINACIÓN DE VARIABLES PARA PROCESOS DE TRANSFERENCIA DE MASA EN MEZCLAS AIRE -AGUA

6 UNIDAD V. HUMIDIFICACIÓN ADIABÁTICA 6 UNIDAD II. RELLENO DE COLUMNAS 6 UNIDAD VI. TORRES DE ENFRIAMIENTO

6 UNIDAD III. TORRES EMPACADAS 12 PROYECTO METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA:

22. PRESENTACIÓN: A) EL LABORATORIO EXPERIMENTAL MULTIDSCIPLINARIO IV TRABAJARÁ CON PROYECTOS CORTOS DISTRIBUIDOS A LO LARGO DE UN PERIODO DE 16

SEMANAS. 23. ENCUADRE POR EL PROFESOR Y ALUMNOS 24. MARCO TEÓRICO: EL PROFESOR CONTARÁ CON UN BANCO DE INFORMACIÓN BÁSICA EN EL SALÓN DE CLASES, ADEMÁS CON BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA PARA




A) OBJETIVO GENERAL B) OBJETIVOS PARTICULARES C) MARCO TEÓRICO

D) CUADRO METODOLÓGICO E) METODOLOGÍA F) MATERIALES G) SECUENCIA DE CÁLCULO H) VALIDACIÓN I) DIAGRAMA DE FLUJO DEL EQUIPO J) PLANO ISOMÉTRICO K) NIVELES Y CONDICIONES DE OPERACIÓN L) CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES.

EVALUACIÓN:




BIRD, STEWART Y LIGHTFOOT FENÓMENOS DE TRANSPORTE. REVERTÉ. MÉXICO, 1998 BENNET & MYERS. MOMENTUM, HEAT AND MASS TRANSFER Mc GRAW HILL. USA, 1982 TREYBAL, R.E. OPERACIONES DE TRANFERENCIA DE MASA McGRAW HILL MÉXICO, 1985 WELTY, J.R. ; WILSON, R.E. & WICKS, C.E. FUNDAMENTALS OF MOMENTUM, HEAT AND MASS TRANSFER.

JOHN WILEY AND SONS. NEW YORK, 1976 GEANKOPLIS,CHRISTIE PROCESOS DE TRANSPORTE Y OPERACIONES UNITARIAS CECSA, 1998 SKELLAND A. DIFUSSIONAL MASS TRANSFER JOHN WILEY AND SONS. USA, 1974 SHERWOOD, PIGFORD & WILKE MASS TRANSFER Mc GRAW HILL. NEW YORK, 1975 Mc CABE, W.L.;WARREN, L.; SMITH, J.C. & HARRIOT A.

OPERACIONES BÁSICAS DE INGENIERÍA QUÍMICA. Mc GRAW HILL. MÉXICO, 1996 PERRY, ROBERT ET AL. CHEMICAL ENGINEERING HANDBOOK Mc GRAW HILL. USA. 1994 LUDWIG. APPLIED PROCESS DESING FOR CHEMICAL AND PETROCHEMICAL PLANTS GULF PUBLISHING CO. USA, 1985.


REVISTAS:

CHEMICAL ENGINEERING CHEMICAL ENGINEERING PROGRESS AICHE JOURNAL IEC FUNDAMENTALS IEC PROCESS DESIGN AND DEVELOPMENT

HYDROCARBON PROCESSING CHEMICAL AND PROCESS ENGINEERING


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: QUÍMICA DE LOS PROCESOS INDUSTRIALES DEL SEXTO SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 3 (3 TEÓRICAS) CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1625 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA. SECCIÓN DE QUÍMICA

ORGÁNICA. CAMPO : PROFESIONAL. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA ASIGNATURA PRECEDENTE: QUÍMICA ORGÁNICA II ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN.

EN ESTE CURSO SE PRESENTA UNA DESCRIPCIÓN ACTUALIZADA DE LOS NUMEROSOS ASPECTOS DE ALGUNOS PROCESOS QUÍMICOS INDUTRIALES EN LOS QUE INTERVIENEN SUSTANCIAS ORGÁNICAS Y SE HACE ACOPIO DE LOS CONOCIMIENTOS ADQUIRIDOS DURANTE LOS DOS CURSOS DE QUÍMICA ORGÁNICA PRECEDENTES Y LA CONSTRUCCIÓN DE DIAGRAMAS DE FLUJO QUE SE ESTUDIA EN EL CURSO DE BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO. AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: EN BASE A SUS CONOCIMIENTOS DE QUÍMICA ORGÁNICA I, QUÍMICA ORGÁNICA II, Y BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA, EXPLICAR CON DETALLE MEDIANTE DIAGRAMAS DE FLUJO (PROPIOS DE LA INGENIERÍA QUÍMICA), LOS PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES MÁS COMUNES DE LA QUÍMICA ORGÁNICA, ESPECIFICANDO LA ESTRUCTURA ELECTRÓNICA Y ESTEREOQUÍMICA DE REACTIVOS Y PRODUCTOS, LOS MECANISMOS DE REACCIÓN INVOLUCRADOS, LOS USOS POTENCIALES DE LOS PRODUCTOS, ASÍ COMO LAS CONDICIONES DE OPERACIÓN MÁS ADECUADAS PARA LLEVAR A CABO TALES PROCESOS.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS: EL CURSO ESTÁ CONSTITUIDO POR LAS SIGUIENTES UNIDADES, AL FINAL DE LAS CUALES EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: UNIDAD I. DOCUMENTACIÓN QUÍMICA.

BUSCAR INFORMACIÓN BIBLIOGRÁFICA ACERCA DE LOS PROCESOS INDUSTRIALES DE LA QUÍMICA ORGÁNICA O CUALQUIER OTRO TEMA, RECURRIENDO A DIFERENTES FUENTES DE INFORMACIÓN.

UNIDAD II. EL PETRÓLEO

DESCRIBIR , MEDIANTE DIAGRAMAS DE FLUJO, LOS PROCESOS QUE SUFRE EL PETRÓLEO CRUDO DESDE EL MOMENTO DE LA EXTRACCIÓN HASTA LA OBTENCIÓN DE PETROQUÍMICOS BÁSICOS.

UNIDAD III. PETROQUÍMICA

DESCRIBIR CON DIAGRAMAS DE FLUJO, LOS DIFERENTES PROCESOS QUE SE APLICAN A LOS PETROQUÍMICOS BÁSICOS PARA TRANSFORMARLOS EN INTERMEDIARIOS ÚTILES EN SÍNTESIS Y A NIVEL INDUSTRIAL.

UNIDAD IV. PLÁSTICOS.

COMPRENDER LA TERMINOLOGÍA EN LA INDUSTRIA DE LOS PLÁSTICOS Y EXPLICAR CON DIAGRAMAS DE FLUJO, LOS DIFERENTES PROCESOS DE MOLDEO Y POLIMERIZACIÓN, ASÍ COMO EL USO DE DIVERSOS TIPOS DE PLÁSTICOS.

UNIDAD V. FIBRAS NATURALES Y SINTÉTICAS.

DAR UNA CLASIFICACIÓN DE LOS DIFERENTES TIPOS DE FIBRAS, EXPLICANDO, CON DIAGRAMAS DE FLUJO, LOS PROCESOS DE MANUFACTURA E HILADO, ASÍ COMO LOS USOS DE LAS PRINCIPALES FIBRAS TEXTILES.

UNIDAD VI. HULES.

EXPLICAR LAS PROPIEDADES CARACTERÍSTICAS Y USOS POTENCIALES DE LOS DIFERENTES HULES Y DESCRIBIR LOS PROCESOS DE FABRICACIÓN Y PRODUCTOS AUXILIARES DE LA INDUSTRIA HULERA.

UNIDAD VII. INSECTICIDAS Y PESTICIDAS.

DESCRIBIR LAS PRINCIPALES PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS DIFERENTES TIPOS DE INSECTICIDAS Y PESTICIDAS, DESDE UN PUNTO DE VISTA ESTRUCTURAL, EXPLICANDO ADEMÁS, MEDIANTE DIAGRAMAS DE FLUJO, LOS PROCESOS DE MANUFACTURA DE DICHAS SUSTANCIAS QUÍMICAS..

UNIDAD VIII. FERMENTACIONES INDUSTRIALES.

EXPLICAR LOS PROCESOS DE FERMENTACIÓN INDUSTRIAL, SUS MECANISMOS, SU CINÉTICA, SU IMPLEMENTACIÓN INDUSTRIAL Y LAS APLICACIONES Y USOS DE LOS PRODUCTOS FERMENTADOS.


T E M A : No. de Sesión.

T E M A :

14 4.10 PROCESOS DE POLIMERIZACIÓN. 4.11 MOLDEO POR EXTRUSIÓN E INYECCIÓN DE PLÁSTICOS 4.12 USOS Y APLICACIONES.

15 UNIDAD V. FIBRAS NATURALES Y SINTÉTICAS. 5.1 FIBRAS NATURALES Y SINTÉTICAS 5.2 FIBRAS DE CELULOSA.

5.2.1 DIFERENTES TIPOS 5.2.2 PROPIEDADES GEOMÉTRICAS Y FÍSICAS 5.2.3 PROPIEDADES TÉRMICAS, ELÉCTRICAS Y ÓPTICAS 5.2.4 PROPIEDADES QUÍMICAS Y FISIOLÓGICAS.

1 UNIDAD I. DOCUMENTACIÓN QUÍMICA. 1.1 FUENTES PRIMARIAS

1.1.1 REVISTAS. 1.1.2 PATENTES.

1.2 FUENTES SECUNDARIAS. 1.2.1 LISTA DE TÍTULOS. 1.2.2 RESÚMENES. 1.2.3 BELSTEIN 1.2.4 COMPENDIOS Y TABLAS DE INFORMACIÓN 1.2.5 REVISIONES 1.2.6 TRATADOS GENERALES 1.2.7 MONOGRAFÍAS O TRATADOS SOBRE ÁREAS

ESPECÍFICAS. 1.2.8 LIBROS DE TEXTO 1.2.9 LIBROS COMPLEMENTARIOS.

16 5.3 POLIAMIDAS NYLONS Y FIBRAS POLIÉSTER. 5.3.1 PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS. 5.3.2 MANUFACTURA. MECANISMO 5.3.3 POLIMERIZACIÓN. PROCESO INDUSTRIAL. USOS

2 1.3 INVESTIGACIÓN DE LA LITERATURA. 1.3.1 INFORMACIÓN ACERCA DE UN COMPUESTO

O UN PROCESO ESPECÍFICO 1.3.2 INVESTIGACIÓN EN OTROS TEMAS 1.3.3 SCIENCE CITATION INDEX 1.3.4 CÓMO LOCALIZAR LOS ARTÍCULOS Y

REVISTAS A) PAPEL B) INTERNET

17 5.4 FIBRAS ACRÍLICAS.. 5.4.1 PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS. 5.4.2 MANUFACTURA. MECANISMO 5.4.3 POLIMERIZACIÓN. PROCESO INDUSTRIAL. USOS

5.5 FIBRAS MODACRÍLICAS.. 5.5.1 PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS. 5.5.2 MANUFACTURA. MECANISMO 5.5.3 POLIMERIZACIÓN. PROCESO INDUSTRIAL, USOS

3 UNIDAD II. EL PETRÓLEO 2.1 INTRODUCCIÓN 2.2 TIPOS DE PETRÓLEO, SU CLASIFICACIÓN.

18 5.6 POLIOLEFINAS. 5.6.1 PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS. 5.6.2 MANUFACTURA. MECANISMO 5.6.3 POLIMERIZACIÓN. PROCESO INDUSTRIAL

4 2.3 PROCESOS DE REFINACIÓN. 2.3.1 DESALADO 2.3.2 DESTILACIÓN

5 2.3.3 PROCESOS DE CRACKING 2.3.4 REFINACIÓN DE ACEITES LUBRICANTES.

19

5.7 FIBRAS ELASTÓMERAS. 5.7.1 CAUCHO. 5.7.2 POLIURETANOS 5.7.3 PVA 5.7.4 PVC

6 2.3.5 HIDROTRATAMIENTOS. 7 UNIDAD III. PETROQUÍMICA.

3.1 DERIVADOS DEL METANO 3.2 DERIVADOS DEL ETILENO

8 3.3 DERIVADOS DEL PROPILENO 9 3.4 DERIVADOS DEL BUTANO

20 UNIDAD VI. HULES. 6.1 CLASIFICACIÓN DE HULES 6.2 CAUCHO 6.2.1 PREPARACIÓN Y PROPIEDADES. DEL CAUCHO NATURAL 6.2.2 OBTENCIÓN EN LABORATORIO 6.2.3 CAUCHOS SINTÉTICOS.

10 3.5 DERIVADOS AROMÁTICOS. 11 UNIDAD IV. PLÁSTICOS.

4.1 INTRODUCCIÓN. 4.2 DEFINICIÓN DE PLÁSTICOS 4.3 CLASIFICACIÓN Y TIPOS.

21 6.3 DIFERENCIA ENTRE HULE Y PLÁSTICO 6.4 PROPIEDADES MECÁNICAS Y ELASTÓMEROS. 6.5 ESPECIFICACIONES DE CONTROL DE CALIDAD DE HULES 6.6 VULCANIZACIÓN.

12 4.4 COMPORTAMIENTO MECÁNICO 4.5 CLASIFICACIÓN DE RESINAS COMERCIALES 4.6 CADENAS PETROQUÍMICAS DE LOS PLÁSTICOS

22 6.7 PRODUCTOS AUXILIARES DE LA INDUSTRIA HULERA 6.8 PROCESOS DE BSR Y NEOPRENOS

13 4.7 PROCESOS DE OBTENCIÓN DE PLÁSTICOS. 4.8 MECANISMOS Y ESTEREOQUÍMICA. 4.9 MATERIAS PRIMAS

23 UNIDAD VII. INSECTICIDAS Y PESTICIDAS 7.1 TERMINOLOGÍA DE LA INDUSTRIA DE LOS PESTICIDAS. 7.2 CARACTERÍSTICAS DE LAS INDUSTRIAS DE LOS PESTICIDAS.

24 7.3 PRODUCTOS QUÍMICOS DE LA INDUSTRIA DE LOS PESTICIDAS. 7.3.1 NOMENCLATURA 7.3.2 INSECTICIDAS CLORADOS 7.3.3 INSECTICIDAS EN BASE A CICLODIENO

28 7.5 FORMULACIÓN DE PESTICIDAS. 7.6 INVESTIGACIÓN EN LA INDUSTRIA DE LOS PESTICIDAS.

7.6.1 HORMONALES. 7.6.2 FEROMONAS 7.6.3 MÉTODOS BIOLÓGICOS DE CONTROL.

25 7.6.4 PESTICIDAS EN BASE A DERIVADOS DE ÁCIDOS ORGÁNICOS 7.6.5 PESTICIDAS FOSFORADOS 7.6.6 CARBAMATOS 7.6.7 UREAS 7.6.8 OTROS

29 UNIDAD VIII. FERMENTACIONES INDUSTRIALES. 8.1 TIPOS DE MICROORGANISMOS ÚTILES EN LA FERMENTACIÓN. 8.1.1 CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS DE LOS MICROORGANISMOS 8.1.2 FACTORES AMBIÉNTALES QUE AFECTAN A LOS MICROORGANISMOS

30 8.2 MEDIOS DE CULTIVO ADECUADOS EN FERMENTACIÓN. 8.3 TIPOS DE SUSTRATOS UTILIZADOS EN FERMENTACIÓN 8.4 ELIMINACIÓN DE SUBPRODUCTOS 8.5 USOS DE SUBPRODUCTOS

26 7.7 FABRICACIÓN DE PESTICIDAS. 7.7.1 PESTICIDAS EN BASE A CICLODIENOS 7.7.2 PESTICIDAS FOSFORADOS

31 8.6 PRINCIPALES INDUSTRIAS RELACIONADAS CON LA FERMENTACIÓN 8.7 PRODUCTOS PRINCIPALES DE FERMENTACIÓN 8.8 PRODUCTOS AUXILIARES DE LA INDUSTRIA DE FERMENTACIÓN.

27 7.7.3 CARBAMATOS 7.7.4 CONSIDERACIONES ESPECIALES EN LA FABRICACIÓN DE PESTICIDAS.

32 8.9 CINÉTICA ENZIMÁTICA. 8.10 MODELO DE MICHAELIS-MENTEN


EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN DE LOS TEMAS DEL CURSO. SEMINARIOS EN LOS QUE EL ALUMNO EXPONGA ALGÚN TEMA. SE SUGIERE EMPLEAR MATERIAL DIDÁCTICO DE APOYO (ACETATOS,

DIAPOSITIVAS, VIDEOS, GISES DE COLORES) PARA AGILIZAR LA CLASE.


AL INICO DE CADA SESIÓN SERÍA CONVENIENTE QUE LOS ALUMNOS ENTREGUEN UN BREVE RESUMEN DE LA CLASE ANTERIOR Y LA RESOLUCIÓN DE TAREAS ASIGNADAS.

ES DESEABLE QUE EN EL DESARROLLO DE CADA TEMA SE DISCUTAN POR LO MENOS DOS DIAGRAMAS DE FLUJO DE LOS PROCESOS INVOLUCRADOS, HACIENDO ESPECIAL ÉNFASIS EN LO QUE RESPECTA A LAS REACCIONES Y MECANISMOS DE REACCIÓN QUE OPERAN, ASÍ COMO DETERMINAR PORQUE NO SE HACE USO INDUSTRIALMENTE DE REACCIONES ALTERNATIVAS.

PARA CUBRIR EL PRIMER TEMA SE RECOMIENDA REALIZAR UN TRABAJO DE INVESTIGACIÓN BIBLIOGRÁFICA YA SEA SOBRE UNO DE LOS TEMAS DEL PROGRAMA O SOBRE LA MANIPULACIÓN, ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTACIÓN DE LOS PRODUCTOS DE UN GRUPO FUNCIONAL EN PARTICULAR. ESTO DEBERÁ REALIZARSE EN LA HEMEROTECA EN CONJUNTO CON LOS ALUMNOS.

SE DEBE TOMAR EN CUENTA EL GRADO DE MADUREZ, PREPARACIÓN, NIVEL Y GRADO DE COMUNICACIÓN SOCIAL DEL GRUPO CON QUE SE VA A TRABAJAR, POR LO QUE SE RECOMIENDA REALIZAR UN EXAMEN DIAGNÓSTICO QUE CUBRA LOS TEMAS DE LOS CURSOS PRECEDENTES DE QUÍMICA ORGÁNICA I Y QUÍMICA ORGÁNICA II.

EVALUACIÓN: SE RECOMIENDAN 3 Ó 4 EXÁMENES PARCIALES ESCRITOS Y ORALES. ES

DECIR, UNA VEZ REALIZADO EL EXAMEN ESCRITO SE CITA AL ALUMNO Y EN BASE AL DOCUMENTO GENERADO, SELE HACEN UNA SERIE DE PREGUNTAS DE LOS TEMAS QUE SE CONSIDERE NECESITE PARA REAFIRMAR SUS CONOCIMIENTOS Y ASÍ DETERMINAR SU CALIFICACIÓN FINAL.


APEGADOS A LOS OBJETIVOS QUE SE PERSIGUEN EN CADA UNIDAD, SIN QUE LLEGUEN A SER EXTENSOS Y TRATAR DE EVITAR LAS PREGUNTAS CON RESPUESTA CONSECUTIVA, YA QUE SE HA CONTEMPLADO QUE REPRESENTAN UN GRAN PROBLEMA PARA UNA EVALUACIÓN JUSTA.



REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: QUÍMICA ORGÁNICA II. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: EL PROFESOR QUE IMPARTA ESTA ASIGNATURA DEBERÁ AL MENOS TENER EL TÍTULO DE LICENCIATURA EN QUÍMICA, QUÍMICA INDUSTRIAL, QUÍMICO FARMACÉUTICO BIÓLOGO, INGENIERÍA QUÍMICA, PERO SE DESEARÍA QUE EL PROFESOR TENGA EL GRADO DE MAESTRO EN CIENCIAS CON ORIENTACIÓN EN QUÍMICA ORGÁNICA.

BIBLIOGRAFÍA

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: SHREVE, R.N. y BRINK, J.S. THE CHEMICAL PROCESS INDUSTRIES 4a EDICIÓN. McGRAW HILL. N.Y. 1977 LENZ, R.W. ORGANIC CHEMISTRY OF SHYNTETIC HIGH POLYMERS. JOHN WILEY AND SONS INC. N.Y., 1997 TOPELICO, A.V.; NAGIYEV, M.C. & SHAKHTAKHTINSKII,N MATERIALS FROM PETROLEUM PERGAMON PRESS, N.Y. 1992 SOLOMONS, T.W.G. ORGANIC CHEMISTRY. EDIT. JOHN WILEY AND SONS. N.Y. 1990 HENGLEIN, F.A CHEMICAL TECHNOLOGY PERGAMON PRESS, N.Y. 1995 STREIWEISER, A. QUÍMICA ORGÁNICA. 3ª EDICIÓN Mc GRAW HILL. MÉXICO, 1989 MANNING, J. AN INTRODUCTION TO THE CHEMICAL INDUSTRY PERGAMON PRESS. N.Y., 1995

KENT, J.A. QUÍMICA INDUSTRIAL. CECSA. MÉXICO, 1994 SEYMOUR, R. MODERN PLASTICS TECHNOLOGY PRENTICE HALL. NEW JERSEY, USA, 1995 MARCH, J. ADVANCED ORGANIC CHEMISTRY. McGRAW HILL KOGAKUSTA LTD. 5ª EDICIÓN. TOKIO, 1998 BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: PUBLICACIONES PERIÓDICAS: CHEMICAL AND ENGINEERING NEWS CHEMICAL ENGINEERING EDUCATION HYDROCRABON PROCESSING AMERICAN INSTITUTE OF CHEMICAL ENGINEERS PETROLEUM REFINNING


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: INGENIERÍA ELÉCTRICA DEL SEXTO SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 3 (3 TEÓRICAS) CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1621 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA. SECCIÓN DE INGENIERÍA

ELÉCTRICA CAMPO : COMPLEMENTARIO. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA ASIGNATURA PRECEDENTE : SERIACIÓN POR BLOQUES. EL ALUMNO DEBE HABER APROBADO POR LO MENOS EL 80% DE LAS ASIGNATURAS DE LOS 3 PRIMEROS SEMESTRES. ASIGNATURA SUBSECUENTE : NINGUNA

INTRODUCCIÓN EL ANÁLISIS DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS PERMITE DISEÑAR LOS DISPOSITIVOS DE ADAPTACIÓN DE CORRIENTE INDUSTRIAL A LOS REQUERIMIENTOS, EN INTENSIDAD DE CORRIENTE, VOLTAJE Y FASE A LA QUE OPERAN LOS DIFERENTES EQUIPOS INDUSTRIALES. EN ESTE CURSO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA EL ESTUDIANTE APRENDERÁ A DISEÑAR LOS CIRCUITOS PARA ADAPTACIÓN DE LA CORRIENTE ALTERNA A MOTORES, SISTEMAS DE CONGTROL Y CUALQUIER EQUIPO INDUSTRIAL QUE REQUIERA CORRIENTE ELÉCTRICA, TAMBIÉN APRENDERÁ A ELABORAR E INTERPRETAR LOS DIAGRAMAS UNIFILARES DE UNA PLANTA INDUSTRIAL QUÍMICA.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE:

EMPLEAR CORRECTAMENTE LA TERMINOLOGÍA DE LA INGENIERÍA ELÉCTRICA, ADEMÁS DE EVALUAR Y RESOLVER PROBLEMAS RELACIONADOS CON LA INSTALACIÓN, OPERACIÓN Y CONSERVACIÓN DEL EQUIPO ELÉCTRICO PRESENTE EN LA INDUSTRIA QUÍMICA.


EL CURSO CONSTA DE 8 UNIDADES, AL FINAL DE LAS CUALES EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: UNIDAD I. TEORÍA DE LA CORRIENTE ALTERNA: DEFINIR Y APLICAR LOS CONCEPTOS DE LA TEORÍA DE LA CORRIENTE ALTERNA. UNIDAD II. ANÁLISIS DE REDES, DE MALLAS Y NODOS: UTILIZAR LOS MODELOS MATEMÁTICOS CORRECTOS PARA EL ANÁLISIS DE CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA Y CIRCUITOS DE CORRIENTE DIRECTA. UNIDAD III. CIRCUITOS TRIFÁSICOS BALANCEADOS: DEFINIR LOS VOLTAJES Y CORRIENTES TRIFÁSICAS. DESCRIBIR Y CALCULAR LA POTENCIA MONOFÁSICA Y TRIFÁSICA. UNIDAD IV. MÁQUINAS ELÉCTRICAS: DESCRIBIR LOS DIFERENTES TIPOS DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS Y EXPLICAR SUS USOS. UNIDAD V. ELEMENTOS DE PROTECCIÓN Y CONTROL: EXPLICAR EL FUNCIONAMIENTO DE LOS ELEMENTOS DE PROTECCIÓN Y CONTROL. TANQUES.

UNIDAD VI: CONFORMACIÓN DE UN SISTEMA ELÉCTRICO: IDENTIFICAR LOS DATOS REQUERIDOS EN LA CONFORMACIÓN DE LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS. UNIDAD VII. DIAGRAMA UNIFILAR: UTILIZAR CORRECTAMENTE LA SIMBOLOGÍA PARA LOS DIAGRAMAS UNIFILARES Y ELABORAR EL DIAGRAMA UNIFILAR PARA UNA PLANTA QUÍMICA. UNIDAD VIII. CÓDIGOS, NORMAS Y MANTENIMIENTO: DESCRIBIR LOS CÓDIGOS Y NORMAS PARA INSTALACIONES ELÉCTRICAS, ADEMÁS DE EXPLICAR LAS TÉCNICAS EMPLEADAS EN EL MANTENIMIENTO ELÉCTRICO. P R O G R A M A : No. de HORAS


6 UNIDAD I. TEORÍA DE LA CORRIENTE ALTERNA 1.10 ONDAS SINUSOIDALES 1.11 REPRESENTACIÓN ONDULATORIA Y VELOCIDAD DE LA

CORRIENTE ALTERNA 1.12 CORRIENTE INSTANTÁNEA EN ELEMENTOS ELÉCTRICOS,

RESISTIVOS, INDUCTIVOS Y CAPACITIVOS 1.13 ÁNGULO DE FASE 1.14 CORRIENTE ADELANTADA Y ATRASADA 1.15 RESISTENCIA, REACTANCIA E IMPEDANCIA

6 UNIDAD V. ELEMENTOS DE PROTECCIÓN Y CONTROL 5.6 INTERRUPTORES 5.7 ARRANCADORES 5.8 TABLEROS 5.9 GENERALIDADES SOBRE EL CÁLCULO DE DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN 5.10 SUBESTACIONES

6 UNIDAD II. ANÁLISIS DE REDES, DE MALLAS Y NODOS 2.7 MÉTODOS DE ANÁLISIS DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS. 2.8 CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA Y CIRCUITOS DSE

CORRIENTE DIRECTA 2.9 CONVERSIÓN DELTA-ESTRELLA Y ESTRELLA-DELTA EN

CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA Y DIRECTA.

3 UNIDAD VI. CONFORMACIÓN DE UN SISTEMA ELÉCTRICO 6.1 DATOS REQUERIDOS 6.2 DATOS DE MOTORES DE CARGA, RESISTENCIAS Y ALUMBRADO 6.3 DATOS DE SUMINISTROS, VOLTAJES, FASES, FRECUENCIA, CAPACIDAD INTERRUMPIDA 6.4 ILUMINACIÓN.

12 UNIDAD III. CIRCUITOS TRIFÁSICOS BALANCEADOS 3.9 VOLTAJES TRIFÁSICOS 3.10 VOLTAJE DE LÍNEA Y VOLTAJE DE FASE 3.11 CARGAS TRIFÁSICAS BALANCEADAS 3.12 CORRIENTE DE FASE Y LÍNEA 3.13 POTENCIA INSTANTÁNEA, POTENCIA REAL Y REACTIVA 3.14 FACTOR DE POTENCIA. 3.15 USO DE POTENCIAS PARA EL CÁLCULO DE CARGAS EN PARALELO 3.16 POTENCIA TRIFÁSICA 3.17 CORRECCIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA BAJA

4 VII. DIAGRAMA UNIFILAR 7.1 DESARROLLO DEL DIAGRAMA UNIFILAR 7.2 SIMBOLOGÍA 7.3 ALTERNATIVAS

6 UNIDAD IV. MÁQUINAS ELÉCTRICAS 4.13 EL TRANSFORMADOR 4.14 TIPOS. 4.15 CONEXIONES 4.16 MÁQUINAS DE CORRIENTE ALTERNA 4.17 MOTOR DE INDUCCIÓN 4.18 GENERADORES

5 VIII. CÓDIGOS, NORMAS Y MANTENIMIENTO. 8.1 CÓDIGOS Y NORMAS QUE REGLAMENTAN LA CONSTRUCCIÓN DE EQUIPOS Y LAS

INSTALACIONES ELÉCTRICAS 8.2 ÁREAS PELIGROSAS 8.3 HERRAMIENTAS Y TÉCNICAS PARA EL MANTENIMIENTO ELÉCTRICO 8.4 PROGRAMAS DE MANTENIMIENTO ELÉCTRICO.


EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN DE LOS TEMAS DEL CURSO, AUXILIADA CON MATERIAL AUDIOVISUAL QUE PERMITA EL DIÁLOGO. CONSTRUCCIÓN Y EJECUCIÓN DE PROGRAMAS ELABORADOS POR EL PROFESOR PARA DISEÑAR CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA Y DIRECTA.

EVALUACIÓN:

PARTICIPACIONES EN CLASE. TAREAS. CUESTIONARIOS. PROGRAMAS QUE ESCRIBA Y EJECUTE EL ESTUDIANTE. EXÁMENES PARCIALES.

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: SERIACIÓN POR BLOQUES. EL ALUMNO DEBE HABER APROBADO POR LO MENOS EL 80% DE LAS ASIGNATURAS DE LOS 3 PRIMEROS SEMESTRES. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: INGENIERO ELÉCTRICISTA O INGENIERO QUÍMICO.

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA. BOYLESTAD, ROBERT L. ANÁLISIS INTRODUCTORIO DE CIRCUITOS. PRENTICE HALL. MÉXICO, 1998 CAMARENA M., PEDRO ; SHRADER CAMARENA, OSCAR. MANUAL DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS RESIDENCIALES. CECSA. MÉXICO, 2001 COGDELL, J.R. FUNDAMENTOS DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS. PRENTICE HALL. MÉXICO, 2000 DORF, RICHARD & SVOBODA, JAMES A. CIRCUITOS ELÉCTRICOS. INTRODUCCIÓN ANÁLISIS Y DISEÑO. ORCAD EN CD ROM ALFAOMEGA. BARCELONA, 2002 FITZGERALD, A.E. ; HIGGENBOLTHAN, D.E. FUNDAMENTOS DE INGENIERÍA ELÉCTRICA. EDICIONES CASTILLA, ESPAÑA, 1972 HAYT, W.H. ANÁLISIS DE CIRCUITOS EN INGENIERÍA. McGRAW HILL, MÉXICO, 1988 IRWIN J. DAVID. ANÁLISIS BÁSICO DE CIRCUITOS EN INGENIERÍA PRENTICE HALL. MÉXICO. 1996 JOHNSON, D.E. ANÁLISIS BÁSICO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS, 5ª EDICIÓN. PRENTICE HALL. MÉXICO, 1996 LLADONOSA, VICENTE. CIRCUITOS BÁSICOS DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS. ALFAOMEGA-MARCOMBO. BARCELONA, 1993 LUCA, CARLOS. LÍNEAS E INSTALACIONES ELÉCTRICAS. ALFAOMEGA. BARCELONA, ESPAÑA, 2000 NASAR, SYED A. MÁQUINAS ELÉCTRICAS. OPERACIÓN EN ESTADO ESTACIONARIO. CECSA. MÉXICO, 2000 NILSON, JAMES W. CIRCUITOS ELÉCTRICOS. PEARSON EDUCATION. MÉXICO, 1995 RICHTER. MANUAL PRÁCTICO DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS CECSA. MÉXICO, 1980 ROADSTRUM,WILIAM & WOLAVER, DAN. INGENIERÍA ELÉCTRICA PARA TODOS LOS INGENIEROS. ALAFAOMEGA, 2001 BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA BRATU,N & CAMPERO, E. INSTALACIONES ELÉCTRICAS. ALFAOMEGA. BARCELONA, 1999 CZITROM, VERÓNICA & GEREZ, VÍCTOR. CIRCUITOS Y SISTEMAS ELECTROMECÁNICOS. ALFAOMEGA. BARCELONA, 1999 ROBB, LUIS A. DICCIONARIO PARA INGENIEROS. CECSA. MÉXICO, 2001

SÉPTIMO SEMESTRE



PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: TRANSFERENCIA DE MASA II , QUE CURSARÁN LOS ALUMNOS DE SÉPTIMO SEMESTRE DE INGENIERÍA QUÍMICA , HORAS/SEMANA : 5 (2 TEÓRICAS / 3 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 7 CLAVE: 1724 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA. SECCIÓN DE

INGENIERÍA QUÍMICA. CAMPO : PROFESIONAL MODALIDAD : CURSO TEÓRICO/PRÁCTICO (TALLER DE RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS) CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA ASIGNATURA PRECEDENTE: TRANSFERENCIA DE MASA I ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN: EL PRESENTE CURSO COMPRENDE EL ESTUDIO DE ALGUNAS OPERACIONES DE SEPARACIÓN: DESTILACIÓN, EXTRACCIÓN LÍQUIDA Y SECADO DE SÓLIDOS. SIN EMBARGO, CONVIENE ACLARAR QUE EL CAMPO DE OPERACIONES DE SEPARACIÓN ES MUY AMPLIO, PUESTO QUE ABARCA DESDE LAS OPERACIONES MECÁNICAS (FILTRACIÓN, SEDIMENTACIÓN, CENTRIFUGACIÓN, ETC.) PASANDO POR LAS OPERACIONES DIFUSIONALES AMPLIAMENTE UTILIZADAS POR LOS INGENIEROS QUÍMICOS (DESTILACIÓN, EXTRACCIÓN, INTERCAMBIO IÓNICO, ABSORCIÓN, SECADO, VAPORIZACIÓN, ETC), Y HASTA ALGUNAS OPERACIONES DE APLICACIÓN MUY PARTICULAR (COMO LA OSMOSIS INVERSA, LA ELECTRODIÁLISIS, LA EFUSIÓN GASEOSA, EL REFINAMIENTO POR ZONAS, ETC.) POR LO ANTERIOR, LA IDEA BÁSICA DEL CURSO ES QUE EL ALUMNO ADQUIERA LOS CONCEPTOS FUNDAMENTALES QUE LE PERMITAN ANALIZAR LAS OPERACIONES DE DESTILACIÓN, EXTRACCIÓN Y SECADO, Y EN PRINCIPIO, EXTENDER LOS CONOCIMIENTOS ADQUIRIDOS PARA REALIZAR LOS BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA, ASÍ COMO EL DIMENSIONAMIENTO DE OTROS TIPOS DE PROCESOS DE SEPARACIÓN. EL CURSO PRESENTA INICIALMENTE UNA DESCRIPCIÓN GENERAL DE LOS PROCESOS DE SEPARACIÓN, ASÍ COMO LA DEFINICIÓN Y APLICACIÓN DEL FACTOR DE SEPARACIÓN; MIENTRAS QUE EN LAS UNIDADES SUBSECUENTES SE HACE UN ESTUDIO DETALLADO DE LAS TRES OPERACIONES UNITARIAS MENCIONADAS, CON EL PROPÓSITO DE DEMOSTRAR QUE SE REQUIEREN DE UNOS CUANTOS CONCEPTOS FUNDAMENTALES PARA EL DIMENSIONAMIENTO Y OPERACIÓN DE LOS PROCESOS DE SEPARACIÓN.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO. AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: REALIZAR LOS BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA QUE LE PERMITAN DEFINIR LAS CONDICIONES DE OPERACIÓN EN LOS PROCESOS DE SEPARACIÓN CORRESPONDIENTES A DESTILACIÓN, EXTRACCIÓN LÍQUIDA Y SECADO DE SÓLIDOS, DIMENSIONAR LOS EQUIPOS Y ACCESORIOS CORRESPONDIENTES Y EFECTUAR MEJORAS EN LAS CONDICIONES DE OPERACIÓN Y CALIDAD DE LOS PRODUCTOS. ASIMISMO, LA FORMACIÓN QUE ADQUIERA EL ESTUDIANTE AL CURSAR ESTA ASIGNATURA, DEBE SER SUFICIENTEMENTE SÓLIDA PARA QUE PUEDA DISEÑAR CUALQUIER TIPO DE PROCESO DE SEPARACIÓN.


• REALIZAR LOS BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA EN CUALQUIER TIPO DE OPERACIÓN DE SEPARACIÓN. • ANALIZAR TERMODINÁMICAMENTE LOS FENÓMENOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA SIMULTÁNEOS QUE OCURREN EN LOS

PROCESOS DE SEPARACIÓN.

• APLICAR LA METODOLOGÍA DEL ANÁLISIS TERMODINÁMICO A LOS EQUILIBRIOS LÍQUIDO-VAPOR.

• CALCULAR LOS GRADOS DE LIBERTAD EN UN PROCESO DE SEPARACIÓN.

• ANALIZAR LAS ESPECIFICACIONES DEL PROCESO DE SEPARACIÓN PARA PROPONER LA METODOLOGÍA DE CÁLCULO QUE LE PERMITA OBTENER LAS CONDICIONES DE OPERACIÓN.

• JUSTIFICAR LA ELECCIÓN DE LA DESTILACIÓN DIFERENCIAL, LA DESTILACIÓN FRACCIONADA O LA EXTRACCIÓN LÍQUIDA, PARA

LLEVAR A CABO UNA SEPARACIÓN.

• DISEÑAR SISTEMAS DE DESTILACIÓN DIFERENCIAL, DESTILACIÓN FRACCIONADA, EXTRACCIÓN LÍQUIDA Y SECADO DE SÓLIDOS.

• EXTENDER LOS CONCEPTOS TEÓRICOS Y LA METODOLOGÍA APRENDIDA A LO LARGO DEL CURSO AL DISEÑO DE CUALQUIER OTRO PROCESO DE SEPARACIÓN DIFERENTE A LOS ANALIZADOS DURANTE EL CURSO.

P R O G R A M A No. de sesión



1 I. INTRODUCCIÓN 1.1 DESCRIPCIÓN GENERAL DE LAS OPERACIONES DE SEPARACIÓN 1.2 DEFINICIÓN DE PROCESO DE SEPARACIÓN Y FACTOR DE

SEPARACIÓN 1.3 SEPARACIONES CONTROLADAS POR EL EQUILIBRIO 1.4 SEPARACIONES CONTROLADAS `POR LA RAPIDEZ DE DIFUSIÓN 1.5 EJEMPLOS

• EXPLICAR EL PANORAMA GENERAL DE LAS OPERACIONES DE SEPARACIÓN. • DESCRIBIR LOS ASPECTOS ESENCIALES DEL PROBLEMA DEL DISEÑO DE SISTEMAS

DE SEPARACIÓN. • PLANTEAR SOLUCIONES POTENCIALES DE ALGUNOS PROBLEMAS DE SEPARACIÓN.

2 • EJERCICIOS DE IDENTIFICACIÓN DE OPERACIONES DE SEPARACIÓN CONTROLADAS POR EL EQUILIBRIO QUÍMICO O POR LA RAPIDEZ DE DIFUSIÓN

• EJERCICIOS DE CÁLCULO DEL FACTOR DE SEPARACIÓN EN UN PROCESO DE SEPARACIÓN.

• IDENTIFICAR LOS CASOS EN LOS QUE UN PROCESO DE SEPARACIÓN ESTÁ CONTROLADO POR EL EQUILIBRIO QUÍMICO O POR LA RAPIDEZ DE DIFUSIÓN.

• CALCULAR EL FACTOR DE SEPARACIÓN PARA UN PROCESO.

3 • EJERCICIOS DE IDENTIFICACIÓN DE OPERACIONES DE SEPARACIÓN CONTROLADAS POR EL EQUILIBRIO O POR RAPIDEZ DE DIFUSIÓN

• EJERCICIOS DE CÁLCULO DEL FACTOR DE SEPARACIÓN EN UN PROCESO DE SEPARACIÓN.

• IDENTIFICAR LOS CASOS EN LOS QUE UN PROCESO DE SEPARACIÓN ESTÁ CONTROLADO POR EL EQUILIBRIO QUÍMICO O POR LA RAPIDEZ DE DIFUSIÓN.

• CALCULAR EL FACTOR DE SEPARACIÓN PARA UN PROCESO.

4 FLASH 2.1 FENOMENOLOGÍA DE LOS PROCESSOS DE DESTILACIÓN FLASH 2.2 EQUILIBRIO LÍQUIDO-VAPOR

2.2.1 LEY DE RAOULT 2.2.2 CURVAS X-Y 2.2.3 CURVAS T-X,Y 2.2.4 CURVAS P-X,Y 2.2.5 CURVAS H-X,Y 2.2.6 CURVAS Ky - α

• EXPLICAR LA NATURALEZA DE LOS FENÓMENOS FÍSICOS Y LA INFLUENCIA DEL EQUILIBRIO TERMODINÁMICO DE FASES QUE DOMINAN DURANTE UN PROCESO DE DESTILACIÓN FLASH.

• EXPLICAR EL SIGNIFICADO FÍSICO Y LOS LÍMITES DE APLICACIÓN DE LA LEY DE RAOULT

• EXPLICAR EL USO DE LAS DIFERENTES REPRESENTACIONES GRÁFICAS DEL EQUILIBRIO BINARIO Y SU USO EN DESTILACIÓN FLASH.

5 o EJERCICIOS DE CÁLCULO Y REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE EQUILIBRIOS BINARIOS LÍQUIDO-VAPOR

• CALCULAR LAS COMPOSICIONES EN FASE LÍQUIDA Y VAPOR DE UNA MEZCLA BINARIA Y REPRESENTARLAS GRÁFICAMENTE HACIENDO USO DE DIFERENTES TIPOS DE CURVAS DE EQUILIBRIO.

6 o EJERCICIOS DE CÁLCULO Y REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE EQUILIBRIOS BINARIOS LÍQUIDO-VAPOR

CALCULAR LAS COMPOSICIONES EN FASE LÍQUIDA Y VAPOR DE UNA MEZCLA BINARIA Y REPRESENTARLAS GRÁFICAMENTE HACIENDO USO DE DIFERENTES TIPOS DE CURVAS DE EQUILIBRIO.

7 2.3 REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE UN FLASH BINARIO 2.4 BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA PARA UN FLASH BINARIO (REGLA

DE LA PALANCA) 2.5 REGLA DE LA DESCRIPCIÓN 2.6 MÉTODO DE CÁLCULO

• PLANTEAR LAS ECUACIONES DE BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA PARA UN SISTEMA DE DESTILACIÓN FLASH BINARIO, APLICANDO LA REGLA DE LA PALANCA Y LA REGLA DE LA DESCRIPCIÓN.

• EXPLICAR MEDIANTE UN DIAGRAMA DE BLOQUES LA METODOLOGÍA DE CÁLCULO PARA EL DISEÑO TERMODINÁMICO DE UN SISTEMA DE DESTILACIÓN FLASH DE MEZCLAS BINARIAS.

8 o EJERCICIOS DE CÁLCULO Y REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE PROCESOS DE DESTILACIÓN FLASH DE SISTEMAS BINARIOS.

• REALIZAR EL DISEÑO TERMODINÁMICO DE SISTEMAS DE DESTILACIÓN FLASH DE MEZCLAS BINARIAS Y REPRESENTAR LOS RESULTADOS GRÁFICAMENTE.

9 o EJERCICIOS DE CÁLCULO Y REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE PROCESOS DE DESTILACIÓN FLASH DE SISTEMAS BINARIOS.

• REALIZAR EL DISEÑO TERMODINÁMICO DE SISTEMAS DE DESTILACIÓN FLASH DE MEZCLAS BINARIAS Y REPRESENTAR LOS RESULTADOS GRÁFICAMENTE.

10 DIFERENCIAL 1.6 CARACTERÍSTICAS DE LA DESTILACIÓN DIFERENCIAL 1.7 APLICACIONES INDUSTRIALES DE LA DESTILACIÓN DIFERENCIAL 1.8 ECUACIONES DE RALEIGH 1.9 CÁLCULO DE SISTEMAS DE DESTILACIÓN DIFERENCIAL EMPLEANDO

LAS ECUACIONES DE RALEIGH

o EXPLICAR LOS FUNDAMENTOS TERMODINÁMICOS DE LA DESTILACIÓN DIFERENCIAL

o APLICAR BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA A SISTEMAS DE DESTILACIÓN DIFERENCIAL PARA OBTENER LAS ECUACIONES QUE PERMITAN CALCULAR LAS VARIABLES DE INTERÉS.

o INTEGRAR LAS ECUACIONES DE BALANCE PARA OBTENER LA EVOLUCIÓN DE LAS CONCENTRACIONES DE UNA MEZCLA SOMETIDA A DESTILACIÓN DIFERENCIAL.

11 • EJERCICIOS DE CÁLCULO PARA EL DISEÑO TERMODINÁMICO DE SISTEMAS DE DESTILACIÓN DIFERENCIAL.

• REALIZAR EL DISEÑO TERMODINÁMICO DE SISTEMAS DE DESTILACIÓN DIFERENCIAL

12 • EJERCICIOS DE CÁLCULO PARA EL DISEÑO TERMODINÁMICO DE SISTEMAS DE DESTILACIÓN DIFERENCIAL.


13 1.10 EJEMPLOS DE APLICACIÓN DEL MÉTODO DE RALEIGH A DIFERENTES PROBLEMAS DE DESTILACIÓN BATCH.

1.11 APLICACIÓN DEL MÉTODO DE RALEIGH A OTROS PROBLEMAS DE SEPARACIÓN POR CARGAS DISTINTOS A LA DESTILACIÓN.


• UTILIZAR EL MÉTODO DE RALEIGH PARA EL DISEÑO TERMODINÁMICO DE PROCESOS DE SEPARACIÓN BATCH DIFERENTES A LA DESTILACIÓN.

14 • EJERCICIOS DE CÁLCULO PARA EL DISEÑO TERMODINÁMICO DE SISTEMAS DE DESTILACIÓN DIFERENCIAL Y OTROS SISTEMAS DE SEPARACIÓN BATCH APLICANDO EL MÉTODO DE RALEIGH.

• REALIZAR EL DISEÑO TERMODINÁMICO DE SISTEMAS DE DESTILACIÓN DIFERENCIAL Y OTROS SISTEMAS DE SEPARACIÓN BATCH APLICANDO EL MÉTODO DE RALEIGH.

15 • EJERCICIOS DE CÁLCULO PARA EL DISEÑO TERMODINÁMICO DE SISTEMAS DE DESTILACIÓN DIFERENCIAL Y OTROS SISTEMAS DE SEPARACIÓN POR CARGAS UTILIZANDO EL MÉTODO DE RALEIGH.

• REALIZAR EL DISEÑO TERMODINÁMICO DE SISTEMAS DE DESTILACIÓN DIFERENCIAL Y OTROS SISTEMAS DE SEPARACIÓN POR CARGAS UTILIZANDO EL MÉTODO DE RALEIGH.

16 DESTILACIÓN BINARIA MULTIETAPA. MÉTODO DE McCABE-THIELE 1.12 DESTILACIÓN MULTIETAPA Y GRADOS DE LIBERTAD 1.13 EQUIPO UTILIZADO EN DESTILACIONES MULTIETAPAS. 1.14 CONSIDERACIONES SIMPLIFICATIVAS DEL MÉTODO DE McCABE-

THIELE 1.15 MÉTODO DE McCABE-THIELE 1.15.1 TRAZADO DE LA CURVA DE EQUILIBRIO 1.15.2 UBICACIÓN DE LA ALIMENTACIÓN, DESTILADO Y PRODUCTO DE

FONDOS 1.15.3 LÍNEA DE ALIMENTACIÓN 1.15.4 REFLUJO MÍNIMO Y NÚMERO MÍNIMO DE ETAPAS 1.15.5 LÍNEAS DE OPERACIÓN DE LAS SECCIONES DE ENRIQUECIMIENTO Y

AGOTAMIENTO 1.15.6 TRAZADO DE ETAPAS IDEALES.

• EXPLICAR LAS VENTAJAS DE LOS PROCESOS DE DESTILACIÓN MULTIETAPAS. • EXPLICAR LAS SUPOSICIONES SIMPLIFICADORAS QUE SE TOMAN EN CUENTA PARA

EL DESARROLLO DEL MÉTODO DE McCABE-THIELE • EXPLICAR LOS FUNDAMENTOS DE LA DESTILACIÓN MULTIETAPAS A TRAVÉS DEL

DESARROLLO Y ANÁLISIS DEL MÉTODO GRÁFICO DE McCABE-THIELE • EXPLICAR CADA UNA DE LOS PASOS DEL MÉTODO DE McCABE-THIELE, ESCRIBIENDO

LAS ECUACIONES CORRESPONDIENTES AL TRAZADO DE CADA LÍNEA AUXILIAR.

17 • EJERCICIOS DE DISEÑO TERMODINÁMICO DE DESTILACIONES BINARIAS MULTIETAPAS UTILIZANDO EL MÉTODO DE McCABE-THIELE

• REALIZAR EL DISEÑO TERMODINÁMICO DE SISTEMAS DE DESTILACIÓN MULTIETAPA DE MEZCLAS BINARIAS UTILIZANDO EL MÉTODO DE Mc-CABE-THIELE.

18 • EJERCICIOS DE DISEÑO TERMODINÁMICO DE DESTILACIONES BINARIAS MULTIETAPAS UTILIZANDO EL MÉTODO DE McCABE-THIELE

• REALIZAR EL DISEÑO TERMODINÁMICO DE SISTEMAS DE DESTILACIÓN MULTIETAPA DE MEZCLAS BINARIAS UTILIZANDO EL MÉTODO DE Mc-CABE-THIELE.

19 1.16 DIFERENTES CASOS: CONDENSADOR TOTAL O PARCIAL 1.17 DOS O MÁS ALIMENTACIONES 1.18 SALIDAS LATERALES 1.19 USO DE VAPOR VIVO 1.20 PRODUCTOS DE ALTA PUREZA. 1.21 MEZCLAS AZEOTRÓPICAS.

• BOSQUEJAR EN FORMA GRÁFICA LA FORMA EN QUE EL DIAGRAMA McCABE THIELE SE VE MODIFICADO AL CONSIDERAR DIFERENTES SITUACIONES TALES COMO: USO DE VAPOR VIVO, SALIDAS LATERALES, ALIMENTACIONES MÚLTIPLES, PRODUCTOS DE ALTA PUREZA, MEZCLAS AZEOTRÓPICAS, ETC.

• REALIZAR EN FORMA ADECUADA LAS MODIFICACIONES A LAS ECUACIONES DEL MÉTODO DE McCABE-THIELE PARA TOMAR EN CUENTA LOS CASOS MENCIONADOS.

20 • EJERCICIOS DE EMPLEO DEL MÉTODO DE McCABE –THIELE PARA EL DISEÑO DE SISTEMAS DE DESTILACIÓN BINARIA DE DIFERENTES CARACTERÍSTICAS

• REALIZAR EL DISEÑO TERMODINÁMICO DE SISTEMAS DE DESTILACIÓN MULTIETAPA DE MEZCLAS BINARIAS UTILIZANDO EL MÉTODO DE Mc-CABE-THIELE PARA CUALESQUIERA CONDICIONES DE OPERACIÓN.

21 • EJERCICIOS DE EMPLEO DEL MÉTODO DE McCABE –THIELE PARA EL DISEÑO DE SISTEMAS DE DESTILACIÓN BINARIA DE DIFERENTES CARACTERÍSTICAS

• REALIZAR EL DISEÑO TERMODINÁMICO DE SISTEMAS DE DESTILACIÓN MULTIETAPA DE MEZCLAS BINARIAS UTILIZANDO EL MÉTODO DE Mc-CABE-THIELE PARA CUALESQUIERA CONDICIONES DE OPERACIÓN.

22 II. CÁLCULOS GRÁFICOS DE PROCESOS DE SEPARACIÓN POR ETAPAS MÚLTIPLES UTILIZANDO EL MÉTODO DE PONCHON-SAVARIT

2.1 BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA EN DIAGRAMAS ENTALPÍA-CONCENTRACIÓN.

2.2 BALANCES NO ADIABÁTICOS DE MATERIA Y ENTALPÍA 2.3 APLICACIÓN A DESTILACIÓN DE MEZCLAS BINARIAS.

• DISEÑAR TERMODINÁMICAMENTE PROCESOS DE DESTILACIÓN BINARIA POR EL MÉTODO GRÁFICO DE PONCHON-SAVARIT, CALCULANDO PLATO DE ALIMENTACIÓN, RELACIÓN DE REFLUJO, PUNTOS DE DIFERENCIAS PARA LAS SECCIONES DE ENRIQUECIMIENTO Y AGOTAMIENTO, NÚMERO DE ETAPAS TEÓRICAS Y NÚMERO DE ETAPAS REALES.

23 • EJERCICIOS DE APLICACIÓN DEL MÉTODO DE PONCHON-SAVARIT PARA EL DISEÑO TERMODINÁMICO DE SISTEMAS DE DESTILACIÓN BINARIA.


24 EJERCICIOS DE APLICACIÓN DEL MÉTODO DE PONCHON-SAVARIT PARA EL DISEÑO TERMODINÁMICO DE SISTEMAS DE DESTILACIÓN BINARIA.


25 5.4 DIFERENTES CASOS DE DESTILACIÓN BINARIA Y SU DISEÑO TERMODINÁMICO POR EL MÉTODO DE PONCHON-SAVARIT

• DISEÑAR TERMODINÁMICAMENTE PROCESOS DE DESTILACIÓN BINARIA POR EL MÉTODO GRÁFICO DE PONCHON-SAVARIT, CONSIDERANDO ALIMENTACIONES MÚLTIPLES, SALIDAS LATERALES, USO DE VAPOR VIVO, ETCÉTERA.





28 III. DISEÑO TERMODINÁMICO DE PROCESOS DE EXTRACCIÓN MEDIANTE DIAGRAMAS TRIANGULARES.

3.1 DIAGRAMAS DE TRIÁNGULO RECTÁNGULO 3.1.1 BALANCES GLOBALES 3.1.2 ANALOGÍA DE LAS SECCIONES DE AGOTAMIENTO Y

ENRIQUECIMIENTO. 3.1.3 TRAZADO DE ETAPAS 3.1.4 NÚMERO MÍNIMO DE ETAPAS 3.1.5 NÚMERO INFINITO DE ETAPAS

• DESCRIBIR, MEDIANTE DIAGRAMAS DE BLOQUES, LA SECUENCIA DE PASOS PARA EL DISEÑO TERMODINÁMICO DE PROCESOS DE EXTRACCIÓN DE MEZCLAS TERNARIAS UTILIZANDO DIAGRAMAS TRIANGULARES, EXPLICANDO EL FUNDAMENTO TERMODINÁMICO Y LOS BALANCES DE MATERIA EN QUE SE FUNDAMENTA CADA PASO.

• DISEÑAR TERMODINÁMICAMENTE SISTEMAS DE EXTRACCIÓN DE MEZCLAS TERNARIAS DE SOLVENTES INMISCIBLES, UTILIZANDO DIAGRAMAS TERNARIOS DE TRIÁNGULO RECTÁNGULO.

29 EJERCICIOS DE DISEÑO TERMODINÁMICO DE PROCESOS DE EXTRACCIÓN MEDIANTE EL USO DE DIAGRAMAS DE TRIÁNGULO RECTÁNGULO.


30 EJERCICIOS DE DISEÑO TERMODINÁMICO DE PROCESOS DE EXTRACCIÓN MEDIANTE EL USO DE DIAGRAMAS DE TRIÁNGULO RECTÁNGULO.


31 3.2 DIAGRAMAS DE TRIÁNGULO EQUILÁTERO 3.2.1 BALANCES GLOBALES 3.2.2 ANALOGÍA DE LAS SECCIONES DE AGOTAMIENTO Y

ENRIQUECIMIENTO. 3.2.3 TRAZADO DE ETAPAS 3.2.4 NNÚMERO MÍNIMO DE ETAPAS. 3.2.5 NÚMERO INFINITO DE ETAPAS 3.2.6 REFLUJO DE EL EXTRACTO Y DEL REFINADO

• DISEÑAR TERMODINÁMICAMENTE SISTEMAS DE EXTRACCIÓN DE MEZCLAS TERNARIAS DE SOLVENTES INMISCIBLES, UTILIZANDO DIAGRAMAS TERNARIOS DE TRIÁNGULO EQUILÁTERO.

32 EJERCICIOS DE DISEÑO TERMODINÁMICO DE PROCESOS DE EXTRACCIÓN MEDIANTE EL USO DE DIAGRAMAS DE TRIÁNGULO EQUILÁTERO


33 EJERCICIOS DE DISEÑO TERMODINÁMICO DE PROCESOS DE EXTRACCIÓN MEDIANTE EL USO DE DIAGRAMAS DE TRIÁNGULO EQUILÁTERO.


34 IV. MÉTODOS APROXIMADOS PARA SEPARACIONES EN MULTIETAPAS DE SISTEMAS MULTICOMPONENTES

7.1 DESTILACIÓN DE SISTEMAS MULTICOMPONENTES. MÉTODOS EMPÍRICOS 7.2 SELECCIÓN DE COMPONENTES CLAVE 7.3 PRESIÓN DE OPERACIÓN DE LA COLUMNA Y TIPO DE CONDENSADOR 7.4 NÚMERO MÍNIMO DE ETAPAS DE EQUILIBRIO 7.5 DISTRIBUCIÓN DE COMPONENTES NO CLAVE A REFLUJO TOTAL 7.6 REFLUJO MÍNIMO 7.7 RELACIÓN REAL DE REFLUJO Y ETAPAS TEÓRICAS 7.8 LOCALIZACIÓN DE LA ETAPA DE ALIMENTACIÓN 7.9 DISTRIBUCIÓN DE COMPONENTES NO CLAVE PARA REFLUJO REAL

• UTILIZAR MÉTODOS CORTOS PARA EL DISEÑO TERMODINÁMICO DE SISTEMAS DE DESTILACIÓN DE SISTEMAS DE MULTICOMPONENTES.

• ESCRIBIR UN ALGORITMO COMPUTACIONAL PARA EL DISEÑO TERMODINÁMICO DE MEZCLAS DE MULTICOMPONENTES POR MÉTODOS CORTOS.

35 EJERCICIOS DE DISEÑO TERMODINÁMICO DE SISTEMAS DE DESTILACIÓN DE MULTICOMPONENTES POR MÉTODOS CORTOS.

• UTILIZAR MÉTODOS CORTOS PARA EL DISEÑO TERMODINÁMICO DE SISTEMAS DE DESTILACIÓN DE MEZCLAS MULTICOMPONENTES

36 EJERCICIOS DE DISEÑO TERMODINÁMICO DE SISTEMAS DE DESTILACIÓN DE MULTICOMPONENTES POR MÉTODOS CORTOS.

• ESCRIBIR UN ALGORITMO COMPUTACIONAL PARA EL DISEÑO TERMODINÁMICO DE MEZCLAS DE MULTICOMPONENTES POR MÉTODOS CORTOS.

37 V. SECUENCIAS DE SEPARACIÓN 5.1 EL PROBLEMA COMBINATORIAL Y ESCISIONES PROHIBIDAS 5.2 TÉCNICAS HEURÍSTICAS Y DE SÍNTESIS EVOLUTIVAS 5.3 TÉCNICAS ALGORÍTMICAS DE SÍNTESIS

• ESPECIFICAR LA SECUENCIA DE SEPARACIÓN ÓPTIMA DE MEZCLAS DE MULTICOMPONENTES

38 EJERCICIOS DE SECUENCIAS DE SEPARACIÓN PARA SISTEMAS DE DESTILACIÓN.


39 EJERCICIOS DE SECUENCIAS DE SEPARACIÓN PARA SISTEMAS DE DESTILACIÓN.


40 VI. MÉTODOS RIGUROSOS PARA SEPARACIONES DE MULTICOMPONENTES.

6.1 MODELO TEÓRICO PARA UNA ETAPA DE EQUILIBRIO. 6.2 ESTRATEGIA GENERAL DE RESOLUCIÓN MATEMÁTICA 6.3 MÉTODO DE ECUACIONES DE TANTEO

6.3.1 MÉTODO DEL PUNTO DE BURBUJA PARA DESTILACIÓN 6.3.2 MÉTODO DE LA SUMA DE FLUJOS PARA ADSORCIÓN Y DESORCIÓN

9.4 MÉTODOS DE CORRECCIÓN SIMULTÁNEA

• UTILIZAR MÉTODOS RIGUROSOS PARA EL DISEÑO TERMODINÁMICO DE MEZCLAS DE MULTICOMPONENTES

41 EJERCICIOS DE DISEÑO TERMODINÁMICO DE SISTEMAS DE DESTILACIÓN DE MEZCLAS DE MULTICOMPONENTES




43 9.5 EJEMPLOS DE DISEÑO TERMODINÁMICO DE COLUMNAS DE DESTILACIÓN DE SISTEMAS DE MULTICOMPONENTES






46 VII. CAPACIDAD Y EFICIENCIA DE LAS ETAPAS. 7.1 ETAPAS DE CONTACTO VAPOR-LÍQUIDO

7.1.1 DIÁMETRO 7.1.2 ESPACIAMIENTO 7.1.3 EFICIENCIA

7.2 COLECTORES DE FLASH Y DE REFLUJO 7.3 CONTACTORES LÍQUIDO-LÍQUIDO

• DETERMINAR LA EFICIENCIA DE LAS ETAPAS DE EQUILIBRIO DE PROCESOS DE SEPARACIÓN.

47 y 48

EJERCICIOS DE CÁLCULO DE EFICIENCIA Y CAPACIDAD DE LAS ETAPAS DE PROCESOS DE SEPARACIÓN.

• DETERMINAR LA EFICIENCIA DE LAS ETAPAS DE EQUILIBRIO DE PROCESOS DE SEPARACIÓN.

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: HOLLAND, CHARLES D. FUNDAMENTOS DE DESTILACIÓN DE SISTEMAS DE MULTICOMPONENTES. LIMUSA NORIEGA EDITORES. MÉXICO, 2000 HOLLAND, CHARLES D. FUNDAMENTOS Y MODELADO DE PROCESOS DE SEPARACIÓN. PRENTICE HALL. NEW JERSEY, 1981 ROUSSEAU, RONALD W. HANDBOOK OF SEPARATION PROCESS TECHNOLOGY. JOHN WILEY AND SONS. NEW YORK, 1987 SMITH, B.D. DESIGN OF EQUILIBRIUM STAGE PROCESS. MC GRAW HILL. NEW YORK, 1986 TREYBAL, ROBERT E. OPERACIONES DE TRANSFERENCIA DE MASA. 2ª EDICIÓN. MC GRAW HILL. MÉXICO, 1988

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: VALCÁRCEL, CASAS M. TEORÍA Y PRÁCTICA DE LA EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO. ALHAMBRA, MADRID, 1984 VAN WINKLE, F. DISTILLATION. MC GRAW HILL. NEW YORK, 1981 METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA. • EXPOSICIÓN ORAL • TALLER DE RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS CON ASESORÍA DEL PROFESOR • CONSTRUCCIÓN Y USO DE ALGORITMOS COMPUTACIONALES MÉTODO DE EVALUACIÓN:

• SERIES

• CUESTIONARIOS • EXÁMENES PARCIALES Y FINALES

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: TRANSFERENCIA DE MASA I

PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: INGENIERO QUÍMICO.

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA

PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: DISEÑO Y ESPECIFICACIÓN DE EQUIPO DEL SÉPTIMO SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 3 (3 TEÓRICAS) CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1720 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA. SECCIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA CAMPO : PROFESIONAL. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA ASIGNATURA PRECEDENTE : SERIACIÓN POR BLOQUES. EL ALUMNO DEBE HABER APROBADO POR LO MENOS EL 80% DE LAS ASIGNATURAS DE LOS 6 PRIMEROS SEMESTRES. ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN EL ESTUDIO DE LA INGENIERÍA MECÁNICA Y LA RESISTENCIA DE MATERIALES PERMITE LLEVAR A CABO EL DISEÑO DE VIGAS Y ESTRUCTURAS SUJETAS A DIFERENTES CARGAS. EN EL CURSO DE INGENIERÍA MECÁNICA, DEL SEXTO SEMESTRE, EL ESTUDIANTE TUVO LA OPORTUNIDAD DE APRENDER A DISEÑAR TALES SISTEMAS, Y SE LE DIO UNA INTRODUCCIÓN AL DISEÑO MECÁNICO DE CILINDROS Y ESFERAS DE PAREDES DELGADAS. LOS CONCEPTOS Y METODOLOGÍA DE CÁLCULO SE UTILIZARÁN EN ESTE CURSO PARA EMPRENDER EL DISEÑO DE RECIPIENTES DE PROCESO SUJETOS A PRESIÓN INTERNA Y EXTERNA. EN LA INGENIERÍA QUÍMICA ES MUY COMÚN TENER QUE LLEVAR A CABO EL DIMENSIONAMIENTO DE ENVOLVENTES CILÍNDRICAS Y TAPAS PARA REACTORES, COLUMNAS DE DESTILACIÓN, TORRES DE ABSORCIÓN, INTERCAMBIADORES DE CALOR, ETCÉTERA. POR LO QUE SE INTRODUJO ESTE CURSO, PENSANDO EN LA NECESIDAD DE CUBRIR ESA NECESIDAD. EL PROCEDIMIENTO DE DISEÑO DE RECIPIENTES SUJETOS A PRESIÓN, ES ALGORÍTMICO, Y POR LO TANTO PROGRAMABLE. A LO LARGO DEL CURSO, EL ALUMNO APRENDERÁ A REALIZAR LOS CÁLCULOS MANUALMENTE, Y SE LE MOTIVARÁ A QUE, CON ASESORÍA DEL PROFESOR, ELABORE UNA SERIE DE ALGORITMOS COMPUTACIONALES NO INTERACTIVOS, ELIMINANDO LA TEDIOSA TAREA DE LEER EN TABLAS Y GRÁFICAS, MEDIANTE AJUSTES POLINOMIALES DE LOS DATOS MECÁNICOS DE LOS MATERIALES Y EQUIPOS,

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO. AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: APLICAR LOS FUNDAMENTOS DEL DISEÑO DE RECIPIENTES PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO ATMOSFÉRICO, RECIPIENTES A PRESIÓN Y RECIPIENTES A VACÍO, DE ACUERDO CON LAS NORMAS Y CÓDIGOS VIGENTES, Y TOMANDO EN CUENTA LAS IMPLICACIONES QUE TIENEN LOS FENÓMENOS SÍSMICOS Y DE VIENTO SOBRE EL PROPIO DISEÑO. DISEÑO QUE SERÁ ÚTIL PARA LA ESPECIFICACIÓN DE LAS DIMENSIONES DE COLUMNAS DE DESTILACIÓN, TORRES DE ABSORCIÓN, REACTORES, ETC, QUE TAMBIÉN DEBERÁ SER CAPAZ DE REALIZAR ELABORANDO LAS HOJAS DE ESPECIFICACIÓN DE DATOS DE EQUIPO.


EL CURSO ESTÁ CONSTITUIDO POR 4 UNIDADES, AL FINAL DE LAS CUALES EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: UNIDAD I. FACTORES QUE AFECTAN EL DISEÑO DE RECIPIENTES: FUNDAMENTAR LA SELECCIÓN DE DATOS PRIMARIOS EN EL INICIO DEL DISEÑO, CON EL OBJETO DE DESCARGAR EN ÉL, ALGUNAS DE LAS LABORES USUALES DEL INGENIERO QUÍMICO EN EL ÁREA DE PROCESOS. UNIDAD II. TANQUES DE ALMACENAMIENTO ATMOSFÉRICOS: PROPONER Y APLICAR LOS PROCEDIMIENTOS USUALES PARA EL DISEÑO DE TANQUES ATMOSFÉRICOS PARA ALMACENAR GRANDES CANTIDADES DE LÍQUIDOS. UNIDAD III. DISEÑO DE RECIPIENTES A PRESIÓN INTERNA: LLEVAR A CABO EL DISEÑO NORMATIVO DE RECIPIENTES QUE OPERAN A PRESIONES AMBIENTALES O MAYORES A LAS AMBIENTALES ASÍ COMO PARTES DE EQUIPOS SUJETOS A PRESIÓN INTERNA NETA POSITIVA. UNIDAD IV. DISEÑO DE RECIPIENTES A PRESIÓN EXTERNA: REALIZAR EL DISEÑO NORMATIVO DE RECIPIENTES QUE OPERAN A PRESIONES INFERIORES A LA AMBIENTAL, ASÍ COMO PARTES DE EQUIPOS SUJETOS A PRESIÓN EXTERNA NETA POSITIVA.

P R O G R A M A : No. de HORAS TEMA: No. de

sesión TEMA

6 UNIDAD I. FACTORES QUE AFECTAN EL DISEÑO DE RECIPIENTES. 1.1 CLASIFICACIÓN DE LOS RECIPIENTES 1.1.1 FACTOR DE FORMA 1.1.2 USO Y CONDICIONES DE OPERACIÓN. 1.2 MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN 1.2.1 RESISTENCIA QUÍMICA 1.2.2 RESISTENCIA MECÁNICA 1.2.3 COSTO Y DISPONIBILIDAD 1.3 DIMENSIONAMIENTO 1.3.1 RECIPIENTES DE ALMACENAMIENTO ATMOSFÉRICOS 1.3.2 RECIPIENTES A PRESIÓN.

15 UNIDAD III. DISEÑO DE RECIPIENTES A PRESIÓN INTERNA 3.1 PARTES DE UN RECIPIENTE 3.2 CÁLCULO DE LAS CONDICIONES DE DISEÑO. 3.3 DISEÑO DEL CUERPO CILÍNDRICO 3.4 DISEÑO DE TAPAS ABOMBADAS 3.5 DISEÑO DE CONOS Y TRANSICIONES CÓNICAS 3.6 PRESIÓN MÁXIMA DE TRABAJO 3.7 PRESIÓN HIDROSTÁTICA DE PRUEBA 3.8 PRESIÓN EXTERNA DE SEGURIDAD 3.9 HOJA DE ESPECIFICACIÓN DE DATOS DEL EQUIPO.

15 UNIDAD II. TANQUES DE ALMACENAMIENTO ATMOSFÉRICOS 2.10 PARTES DE UN RECIPIENTE 2.11 CÁLCULO DE LAS DIMENSIONES Y AJUSTE 2.12 DISEÑO DE TAPA AUTOSOPORTADA. 2.13 DISEÑO DE TAPA SOPORTADA CON ESTRUCTURA 2.14 SELECCIÓN DEL ESPESOR DEL FONDO 2.15 LISTA DE PARTES 2.16 HOJA DE ESPECIFICACIÓN DE DATOS DEL EQUIPO.

12 UNIDAD IV. DISEÑO DE RECIPIENTES A PRESIÓN EXTERNA 4.1 CÁLCULO DE LAS CONDICIONES CRÍTICAS DE OPERACIÓN 4.2 PROPOSICIÓN DE LAS CONDICIONES DE DISEÑO 4.3 DISEÑO DEL CUERPO CILÍNDRICO 4.4 DISEÑO DE TAPAS ABOMBADAS 4.5 DISEÑO DE CONOS Y TRANSICIONES CÓNICAS 4.6 USO Y CÁLCULO DE RECIPIENTES ATIESADOS 4.7 HOJAS DE ESPECIFICACIÓN DE DATOS DEL EQUIPO

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA: EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN DE LOS TEMAS DEL CURSO. USO DE MATERIAL AUDIOVISUAL. SEMINARIOS SERIES DE PROBLEMAS.

EVALUACIÓN: TAREAS, SERIES EXÁMENES PARCIALES: LOS EXÁMENES DEBERÁN CONSIDERAR DOS FACTORES: EL SEGUIMIENTO DEL MÉTODO STANDARD DE DISEÑO Y LA APLICACIÓN DEL CRITERIO. TRABAJO FINAL. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: SERIACIÓN POR BLOQUES. EL ALUMNO DEBE HABER APROBADO POR LO MENOS EL 80% DE LAS ASIGNATURAS DE LOS 6 PRIMEROS SEMESTRES. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: INGENIERO QUÍMICO.


ASME PRESSURE VESSEL CODE SECCIÓN VIII, PARTE 1, 1982 BECERRA Y ABRAJÁN DISEÑO DE RECIPIENTES DE PROCESO EDICIÓN PRIVADA, 1985 CHATTOPADYAY, SOM PRESSURE VESSELS. DESIGN AND PRACTICE CRC PRESS. NEW YORK, 2003 PERRY, ROBERT H.; GREEN, DON W.; MALONEY, J.O. MANUAL DEL INGENIERO QUÍMICO. 6ª EDICIÓN McGRAW-HILL. MÉXICO, 1992 BIEGLER, LORENZ; GROSMANN, IGNACIO E; WESTERBERG, ARTHUR W. SYSTEMATIC METHODS FOR CHEMICAL PROCESS DESIGN PRENTICE HALL. 1997

BROWNELL, S. YOUNG PROCESS EQUIPMENT DESIGN JOHN WILEY AND SONS. NEW YORK, 1959 TURTON, RICHARD; BAILIE, RICHARD C.; WHITING, WALLACE B. & SHAEIWITE, JOSEPH A. ANÁLISIS, SYNTESIS AND DESIGN OF CHEMICAL PROCESSES PRENTICE HALL, NEW YOR, 1998 MECHANICAL ENGINEERS HANDBOOK. JOHN WILEY. NEW YORK, 1986 LUDWIG. APPLIED PROCESS DESIGN FOR CHEMICAL AND PETROCHEMICAL PLANTS. GULF PUBLISHING CO. USA, 1983 SADIC, KACAK & LIU, HONGTAN HEAT EXCHANGERS. THERMAL DESIGN. SECOND EDITION. CRC PRESS. NEW YORK, 2002


KREITH, FRANK THE CRC HANDBOOK OF MECHANICAL ENGINEERING. CRC PRESS. NEW YORK, 1998


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: REACTORES QUÍMICOS HOMOGÉNEOS DEL SÉPTIMO SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 4 (4 TEÓRICAS) CRÉDITOS : 8 CLAVE: 1723 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA. SECCIÓN

DE INGENIERÍA QUÍMICA. CAMPO : PROFESIONAL. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA ASIGNATURA PRECEDENTE: CINÉTICA QUÍMICA Y CATÁLISIS ASIGNATURA SUBSECUENTE: REACTORES QUÍMICOS HETEROGÉNEOS

INTRODUCCIÓN EL DISEÑO DE UN REACTOR QUÍMICO Y DE LAS OPERACIONES UNITARIAS DE TRANSFERENCIA DE MASA SON LAS TAREAS DISTINTIVAS DEL INGENIERO QUÍMICO. EN EL SEXTO SEMESTRE, EN LA ASIGNATURA DE CINÉTICA QUÍMICA Y CATÁLISIS, EL ALUMNO TUVO LA OPORTUNIDAD DE LLEVAR A CABO UN ESTUDIO DETALLADO DE LA FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS, ASÍ COMO DE LAS TEORÍAS DE LA TERMODINÁMICA ESTADÍSTICA PARA CARACTERIZARLAS. EN ESTE CURSO DE DISEÑO DE REACTORES HOMOGÉNEOS, EL ALUMNO APRENDERÁ A REALIZAR EL DISEÑO TERMODINÁMICO DE REACTORES IDEALES DE FLUJO CONTINUO EN CONDICIONES DE RÉGIMEN ISOTÉRMICO Y NO ISOTÉRMICO, DESARROLLANDO LA INGENIERÍA DE LA CINÉTICA QUÍMICA PARA OPTIMIZAR ARREGLOS DE REACTORES EN SERIE O PARALELO, O CON RECIRCULACIÓN, Y CONSIDERANDO ESQUEMAS DE REACCIÓN SIMPLE O MÚLTIPLES.


AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: APLICAR LOS MODELOS MATEMÁTICOS DE LA CINÉTICA QUÍMICA Y LOS BALANCES INFINITESIMALES DE MATERIA Y ENERGÍA PARA EL DISEÑO Y ESPECIFICACIÓN DE LAS CONDICIONES DE OPERACIÓN DE REACTORES BATCH Y DE REACTORES IDEALES DE FLUJO EN PISTÓN Y MEZCLA COMPLETA.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS: EL CURSO ESTÁ CONSTITUIDO POR LAS SIGUIENTES UNIDADES, AL FINAL DE LAS CUALES EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: UNIDAD I. TERMODINÁMICA, EQUILIBRIO QUÍMICO Y CINÉTICA QUÍMICA.

APLICAR SUS CONOCIMIENTOS ACERCA DE LA TERMODINÁMICA DE LA CINÉTICA QUÍMICA, CINÉTICA QUÍMICA Y EQUILIBRIO QUÍMICO PARA INTERPRETAR LOS DATOS DE VELOCIDADES DE REACCIÓN OBTENIDOS EN REACTORES EXPERIMENTALES Y OBTENER A PARTIR DE ELLOS LOS PARÁMETROS CINÉTICOS DE REACCIONES ELEMENTALES Y EN ETAPAS MÚLTIPLES EN SERIE Y PARALELO.

UNIDAD II. FUNDAMENTOS DE DISEÑO DE REACTORES IDEALES.

APLICAR BALANCES INFINITESIMALES DE MATERIA A REACTORES DE FLUJO EN PISTÓN Y MEZCLA COMPLETA CON O SIN RECIRCULACIÓN, Y JUNTO CON LOS MODELOS CINÉTICOS, OBTENER LAS ECUACIONES DE DISEÑO DE REACTORES IDEALES

APLICAR LAS ECUACIONES DE DISEÑO DE REACTORES IDEALES EN RÉGIMEN ISOTÉRMICO PARA SISTEMAS DE REACCIONES ELEMENTALES.

UNIDAD III. DISEÑO DE SISTEMAS DE REACTORES IDEALES PARA REACCIONES ELEMENTALES EN RÉGIMEN ISOTÉRMICO.

APLICAR LAS ECUACIONES DE DISEÑO DE REACTORES IDEALES EN RÉGIMEN ISOTÉRMICO PARA DIMENSIONAR SISTEMAS DE REACTORES MÚLTIPLES PARA REACCIONES ELEMENTALES, CON O SIN RECIRCULACIÓN.

UNIDAD IV. DISEÑO DE SISTEMAS DE REACTORES IDEALES PARA REACCIONES MÚLTIPLES EN RÉGIMEN ISOTÉRMICO.

APLICAR LAS ECUACIONES DE DISEÑO DE REACTORES IDEALES EN RÉGIMEN ISOTÉRMICO PARA DIMENSIONAR SISTEMAS DE REACTORES MÚLTIPLES PARA REACCIONES EN ETAPAS MÚLTIPLES EN SERIE Y PARALELO, CON O SIN RECIRCULACIÓN.

UNIDAD V. DISEÑO DE REACTORES IDEALES PARA OPERACIONES EN RÉGIMEN NO ISOTÉRMICO.

APLICAR BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA INFINITESIMALES, PARA OBTENER, EN CONJUNCIÓN CON LOS MODELOS CINÉTICOS, LAS ECUACIONES DE DISEÑO DE REACTORES IDEALES EN RÉGIMEN NO ISOTÉRMICO, Y UTILIZARLAS PARA DIMENSIONAR SISTEMAS DE REACTORES REACCIONES ELEMENTALES.

P R O G R A M A : HORAS T E M A : HORAS. T E M A :

12 UNIDAD III. DISEÑO DE SISTEMAS DE REACTORES IDEALES PARA REACCIONES ELEMENTALES EN RÉGIMEN ISOTÉRMICO. 3.1 COMPARACIÓN DE TAMAÑO ENTRE REACTORES DE FLUJO CONTINUO, CSTR Y

PFR 3.2 OPTIMIZACIÓN DEL TAMAÑO DE UN REACTOR. 3.3 OPTIMIZACIÓN DE LA CONVERSIÓN Y LA PRODUCCIÓN. 3.4 SISTEMAS DE REACTORES MÚLTIPLES. 3.4.1 PFRs CONECTADOS EN SERIE Y/O PARALELO 3.4.2 CSTRs CONECTADOS EN SERIE Y/O PARALELO 3.4.3 PFRs Y CSTRs CONECTADOS EN SERIE 3.5 REACTORES CON RECIRCULACIÓN.

12 UNIDAD I. TERMODINÁMICA, EQUILIBRIO QUÍMICO Y CINÉTICA QUÍMICA. 1.1 EFECTO DE LA PRESIÓN Y TEMPERATURA SOBRE LAS CONDICIONES

DE EQUILIBRIO. 1.1.1 CÁLCULO DE LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO. 1.1.2 CÁLCULO DE LOS CALORES DE REACCIÓN. 1.1.3 ECUACIÓN DE VAN’T HOFF. 1.2 CINÉTICA QUÍMICA DE LAS REACCIONES HOMOGÉNEAS. 1.2.1 ESTUDIO DE LAS REACCIONES SIMPLES. ELEMENTALES Y NO

ELEMENTALES A) CONCEPTO DE VELOCIDAD DE REACCIÓN Y PARÁMETROS

CINÉTICOS. B) MOLECULARIDAD Y ORDEN DE REACCIÓN.

1.2.2 EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LA VELOCIDAD DE REACCIÓN. A) TEORÍA DE COLISIONES. B) TEORÍA DEL ESTADO DE TRANSICIÓN DEL COMPLEJO ACTIVADO. C) MODELO DE ARRHENIUS.

1.2.3 INTERPRETACIÓN DE LOS DATOS CINÉTICOS EXPERIMENTALES OBTENIDOS DE UN REACTOR CONTINUO A) REACTORES CONTINUOS DE VOLUMEN CONSTANTE B) REACTORES CONTINUOS DE VOLUMEN VARIABLE. C) MÉTODO INTEGRAL DE ANÁLISIS DE DATOS D) MÉTODO DIFERENCIAL DE ANÁLISIS DE DATOS

12 UNIDAD IV. DISEÑO DE SISTEMAS DE REACTORES IDEALES PARA REACCIONES MÚLTIPLES EN RÉGIMEN ISOTÉRMICO. 4.1 ESTUDIO DE LA CINÉTICA DE LAS REACCIONES MÚLTIPLES EN UN REACTOR

DISCONTINUO DE VOLUMEN CONSTANTE. A) REACCIONES EN PARALELO B) REACCIONES EN SERIE C) REACCIONES EN SERIE-PARALELO

4.2 DISEÑO DE REACTORES PARA REACCIONES EN SERIE 4.2.1 ESTUDIO CUALITATIVO ACERCA DE LA DISTRIBUCIÓN DEL PRODUCTO 4.2.2 ESTUDIO CUANTITATIVO A CERCA DE LA DISTRIBUCIÓN DEL PRODUCTO Y EL

TAMAÑO DEL REACTOR 4.3 DISEÑO DE REACTORES PARA REACCIONES EN PARALELO 4.3.1 ESTUDIO CUALITATIVO ACERCA DE LA DISTRIBUCIÓN DEL PRODUCTO 4.3.2 ESTUDIO CUANTITATIVO A CERCA DE LA DISTRIBUCIÓN DEL PRODUCTO Y EL

TAMAÑO DEL REACTOR. SELECTIVIDAD. 14 UNIDAD II. FUNDAMENTOS DE DISEÑO DE REACTORES IDEALES.

2.1 FUNDAMENTOS DE DISEÑO DE REACTORES IDEALES. BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA.

2.1.1 CLASIFICACIÓN DE LOS REACTORES QUÍMICOS IDEALES: A) REACTORES BATCH B) REACTORES DE FLUJO CONTINUO DE TANQUE PERFECTAMENTE

AGITADO C) REACTORES DE FLUJO CONTINUO DE FLUJO EN PISTÓN

2.1.2 ECUACIONES DE DISEÑO PARA RÉGIMEN ISOTÉRMICO DE REACTORES BATCH

2.1.3 ECUACIONES DE DISEÑO PARA RÉGIMEN ISOTÉRMICO DE REACTORES IDEALES DE MEZCLA COMPLETA

2.1.4 ECUACIONES DE DISEÑO PARA RÉGIMEN ISOTÉRMICO DE REACTORES IDEALES DE FLUJO EN PISTÓN.

12 UNIDAD V. DISEÑO DE REACTORESIDEALES PARA OPERACIONES EN RÉGIMEN NO SOTÉRMICO 5.1 REACCIONES SIMPLES. 5.1.1 CONSTRUCCIÓN DE GRÁFICAS DE VECLOCIDAD-CONVERSIÓN-TEMPERATURA A

PARTIR DE LOS DATOS CINÉTICOS 5.1.2 TRAYECTORIA TÉRMICA ÓPTIMA 5.1.3 OPERACIONES ADIABÁTICAS 5.1.4 DISEÑO ÓPTIMO DE REACTORES POR ETAPAS. 5.2 REACCIONES MÚLTIPLES 5.2.1 VARIACIÓN DE LA DISTRIBUCIÓN DEL PRODUCTO Y TAMAÑO DEL REACTOR

CON LA TEMPERATURA.


EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN DE LOS TEMAS DEL CURSO. ELABORACIÓN Y UTILIZACIÓN DE ALGORITMOS COMPUTACIONALES

PARA EL DISEÑO DE REACTORES QUÍMICOS. RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS EN CLASE ASESORADOS POR EL

PROFESOR. TRABAJOS DE SEMINARIO. EXPOSICIÓN ANTE EL GRUPO.

EVALUACIÓN:

EXÁMENES PARCIALES. SERIES DE PROBLEMAS. EXÁMENES FINALES.

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: CINÉTICA QUÍMICA Y CATÁLISIS. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: INGENIEROS QUÍMICOS.

BIBLIOGRAFÍA

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: LEVENSPIEL, OCTAVE. INGENIERÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS. REVERTÉ. BARCELONA, ESPAÑA, 1976 SMITH, J. M. INGENIERÍA DE LA CINÉTICA QUÍMICA. CECSA, 1995 CARBERRY, JAMES. INGENIERÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS CATALÍTICAS ED. GÉMINIS, BUENOS AIRES, 1980 RUTHERFORD, ARIS. ANÁLISIS DE REACTORES. ED. ALHAMBRA. MADRID, ESPAÑA, 1973 FROMENT, G.F. & BISCHOFF, K.B. CHEMICAL, REACTOR ANALYSIS AND DESIGN. JOHN WILEY & SONS, NEW YORK, 1990 WESTERTERP, K.R. & BEENACHERS, W.P.M. CHEMICAL REACTOR DESIGN AND OPERATION JOHN WILEY & SONS, NEW YORK, 1987. FOGLER, SCOTT. ELEMENTS OF CHEMICAL REACTION ENGINEERING. PRENTICE HALL, NEW YORK, 1998 BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA LOGAN, S.R. FUNDAMENTOS DE CINÉTICA QUÍMICA. PEARSON EDUCATION, MÉXICO, 1999 RAMAN, R. CHEMICAL PROCESS COMPUTATIONS. ELSEVIER. NEW YORK, 1985


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DEESTUDIO DE LA ASIGNATURA: INGENIERÍA ECONÓMICA DEL SÉPTIMO SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 3 (3 TEÓRICAS) CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1721 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA. SECCIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA CAMPO : COMPLEMENTARIO. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA ASIGNATURA PRECEDENTE : SERIACIÓN POR BLOQUES. EL ALUMNO DEBE HABER APROBADO POR LO MENOS EL 80% DE LAS ASIGNATURAS DE LOS 3 PRIMEROS SEMESTRES. ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN EL ANÁLISIS DE LAS INTERRELACIONES SOCIOECONÓMICAS DE UNA EMPRESA CON LA SOCIEDAD, PERMITE CONOCER LOS BENEFICIOS QUE SE PRESTAN AL ENTORNO SOCIAL Y LAS GANANCIAS QUE DE ELLO SE DERIVAN. EL CONOCIMIENTO DE LOS ASPECTOS TÉCNICOS DE UN PROCESO Y LAS PROYECCIONES ECONÓMICAS PARA LA DETERMINACIÓN DE LOS COSTOS DE INVERSIÓN Y DE OPERACIÓN, LA PREDICCIÓN DEL PUNTO DE EQUILIBRIO Y LA ESPECIFICACIÓN DE LOS FLUJOS DE EFECTIVO DURANTE LA CONSTRUCCIÓN Y PUESTA EN MARCHA DE LA PLANTA INDUSTRIAL O EMPRESA, SON ASPECTOS DE GRAN IMPORTANCIA EN LA FORMACIÓN INTEGRAL DEL INGENIERO, Y PERMITEN DECIDIR SI UN PROYECTO ES ECONÓMICAMENTE FACTIBLE O NO. ESTE CURSO LE PERMITIRÁ AL ESTUDIANTE CONOCER LAS TÉCNICAS PARA EL ANÁLISIS DE LOS ASPECTOS ECONÓMICOS DE UNA INDUSTRIA Y TENER UN MEJOR DESENVOLVIMIENTO PROFESIONAL.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO. AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: EXPLICAR LA FORMA EN QUE ORGANIZACIONALMENTE SE ENCUENTRA CONFORMADA UNA EMPRESA INDUSTRIAL Y SUS INTERRELACIONES ECONÓMICAS CON LA SOCIEDAD, INDEPENDIENTEMENTE DE SU TAMAÑO; ASÍ COMO LLEVAR A CABO LOS ESTUDIOS DE FACTIBILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA PARA LA INSTALACIÓN DE UNA PLANTA INDUSTRIAL O UNA EMPRESA, ESTABLECIENDO LA RUTA CRÍTICA EN DIAGRAMAS DE TIEMPOS Y MOVIMIENTOS, DONDE SE ESPECIFIQUE UN PLAN GLOBAL DE INVERSIÓN, LOS COSTOS DE INVERSIÓN Y PRODUCCIÓN, EL PUNTO DE EQUILIBRIO, EL FLUJO DE EFECTIVO, LA CRONOLOGÍA PARA LA CONSTRUCCIÓN DE LA PLANTA, LA CRONOLOGÍA DE LA CONFORMACIÓN DEL GRUPO DE ADMINISTRACIÓN DE LA EMPRESA Y LA PROYECCIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE LA EMPESA A CORTO, MEDIANO Y LARGO PLAZO.


sesión TEMA

9 UNIDAD I. INTRODUCCIÓN. 1.1 MERCADO 1.3.3 NACIONAL 1.3.4 INTERNACIONAL 1.4 TECNOLOGÍA 1.5 DIAGRAMAS 1.5.1 DE BLOQUE 1.5.2 DE FLUJO 1.5.3 DE PLANTA

12 UNIDAD III. CAPACIDAD DE LA PLANTA. 3.10 ESPACIO REQUERIDO 3.11 UBICACIÓN DE LA PLANTA 3.12 PERSONAL REQUERIDO 3.12.1 MANO DE OBRA DIRECTA 3.12.2 MANO DE OBRA INDIRECTA 3.12.3 PERSONAL ADMINISTRATIVO Y DE VENTAS.

12 UNIDAD II. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO 2.17 PRINCIPIOS QUÍMICOS 2.18 PROCESO MECÁNICO 2.19 ESPECIFICACIONES. 2.19.1 MATERIAS PRIMAS. 2.19.2 SERVICIOS 2.19.3 PRODUCTO TERMINADO. 2.20 CONSUMOS E INSUMOS 2.20.1 CONSUMOS 2.20.2 INSUMOS.

15 UNIDAD IV. ESTUDIO ECONÓMICO. 4.8 PLAN GLOBAL DE INVERSIÓN. 4.9 COSTO DE PRODUCCIÓN. 4.10 PUNTO DE EQUILIBRIO 4.11 FLUJO DE EFECTIVO 4.12 CONSTRUCCIÓN 4.13 PRODUCCIÓN. 4.14 PROYECCIÓN 4.15 BALANCES.


EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN DE LOS TEMAS DEL CURSO. USO DE MATERIAL AUDIOVISUAL. DESARROLLO, POR PARTE DEL ALUMNO, DEL ESTUDIO DE FACTIBILIDAD

TÉCNICA-ECONÓMICA PARA UNA PLANTA INDUSTRIAL QUÍMICA ESPECÍFICA, ASESORADO POR EL PROFESOR.

EVALUACIÓN: TAREAS ESTUDIO DE FACTIBILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: SERIACIÓN POR BLOQUES. EL ALUMNO DEBE HABER APROBADO POR LO MENOS EL 80% DE LAS ASIGNATURAS DE LOS 6 PRIMEROS SEMESTRES. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: INGENIERO QUÍMICO.


CATALYTIC CONSTRUCTION CO. MÉTODO DEL CAMINO CRÍTICO ED.DIANA, MÉXICO, 1978 MUNIER, NOLBERTO JUAN PERT-CPM Y TÉCNICAS SELECCIONADAS ED. PROLAM. NUENOS AIRES, ARGENTINA, 1990 HEILBRONER, ROBERT L. LA ECONOMÍA EXPLICADA ED. AGUILAR, BUENOS AIRES, ARGENTINA, 1985 DE GARMO, E. PAUL; SULIVAN, WILLIAM G. BONTADELLI, JAMES A & WICKS, ELLIN M. ENGINEERING ECONOMY. PRENTICE HALL. NEW YORK, 1998

FABRICKY, W.J.; THUESEN, G.J. & VERNA, D. ECONOMIC DECISIÓN ANALYSIS ED. PRENTICE HALL. NEW YORK, 1998 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA METROPOLITANA ECONOMÍA INTERNACIONAL, CONCEPTOS, TEORÍAS Y ENFOQUES. UNIDAD IZTAPALAPA. MÉXICO, 1992 BOWMAN, MICHAEL S. APPLIED ECONOMIC ANALYSIS FOR TECHNOLOGISTS, ENGINEERS AND MANAGERS. ED. PRENTICE HALL, 1998

PARK, CHAN S. CONTEMPORARY ENGINEERING ECONOMICS ED. ADDISON WESLEY, NW YORK, 1997


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: LABORATORIO EXPERIMENTAL MULTIDISCIPLINARIO V DEL SÉPTIMO SEMESTRE DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 3 (3 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 3 CLAVE: 1722 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA. SECCIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA CAMPO : PROFESIONAL. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO-PRÁCTICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA ASIGNATURA PRECEDENTE: SERIACIÓN POR BLOQUES. EL ALUMNO DEBE HABER APROBADO POR LO MENOS EL 80% DE LAS ASIGNATURAS DE LOS 3 PRIMEROS SEMESTRES. ASIGNATURA SUBSECUENTE: LEM VI

INTRODUCCIÓN

NORMALMENTE, DESPUÉS DE HABERSE LLEVADO A CABO UN PROCESO QUÍMICO INDUTRIAL, EN EL QUE LA MATERIA PRIMA ES SOMETIDA A UINA SERIE DE TRATAMIENTOS FÍSICOS Y QUÍMICOS, EN LAS ÚLTIMAS ETAPAS SE OBTIENE UNA MEZCLA DE VARIOS COMPONENTES, ENTRE LOS QUE SE ENCUENTRA EL PRODUCTO DESEADO. UNA DE LAS TAREAS PRINCIPALES DEL INGENIERO QUÍMICO EN SU DESARROLLO PROFESIONAL ES LA DE REALIZAR LA SEPARACIÓN DE LAS SUSTANCIAS QUÍMICAS QUE CONSTITUYEN UNA MEZCLA DE MULTICOMPONENTES. EN EL CURSO DE TRANSFERENCIA DE MASA II, EL ESTUDIANTE DE INGENIERÍA QUÍMICA APRENDE A LLEVAR A CABO EL DISEÑO DE OPERACIONES DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS MULTICOMPONENTES. EN EL LEM V , EL ALUMNO APLICARÁ LOS CONOCIMIENTOS APRENDIDOS EN ESE CURSO DE TEORÍA, DEDICÁNDOSE A RESOLVER PROBLEMAS PRÁCTICOS DE OPERCIÓN Y DISEÑO DE SISTEMAS DE SEPARACIÓN, UTILIZANDO LOS EQUIPOS CON QUE CUENTA EL LABORATORIO EXPERIMENTAL MULTIDISCIPLINARIO Y, MEDIANTE UN PROYECTO DE INVESTIGACIÓN, DISEÑANDO UN PROCESO DE SEPARACIÓN INDUSTRIAL QUE SEA DE SU INTERÉS.


APLICAR LOS PRINCIPIOS TEÓRICOS DE LOS PROCESOS DE SEPARACIÓN EN EQUILIBRIO EN LOS EQUIPOS DEL LABORATORIO EXPERIMENTAL MULTIDISCIPLINARIO DESTINADOS A ELLO.



UNIDAD I. CURVAS DE SECADO: APLICAR LOS CONOCIMIENTOS NECESARIOS PARA CONSTRUIR CURVAS DE VELOCIDAD DE SECADO PARA DIFERENTES MATERIALES A SECAR Y COMPARAR LA EFICIENCIA DEL PROCESO EN UN SECADOR DE CHAROLAS Y UN SECADOR ROTATORIO.

UNIDAD II. DESTILACIÓN DIFERENCIAL: UTILIZAR LOS CONOCIMIENTOS BÁSICOS PARA LLEVAR A CABO UNA DESTILACIÓN POR

LOTES EN UNA TORRE EMPACADA, ADEMÁS DE COMPARAR SUS RESULTADOS EXPERIMENTALES CON UNA DESTILACIÓN A NIVEL DE LABORATORIO CON MATERIAL DE CRISTAL.

UNIDAD III. DESTILACIÓN CONTINUA: APLICAR LOS CONOCIMIENTOS TEÓRICOS NECESARIOS PARA LA OPERACIÓN CONTINUA DE

LA TORRE DE PLATOS, ADEMÁS DE DETERMINAR LA EFICIENCIA DE CADA UNO DE LOS PLATOS.

UNIDAD IV. PROYECTO: OPTIMIZAR EL FUNCIONAMIENTO DE LA TORRE DE PLATOS PARA ALGUNA SEPARACIÓN ESPECÍFICA.



12 UNIDAD I. CURVAS DE SECADO

12 UNIDAD III. DESTILACIÓN CONTINUA

12 UNIDAD II. DESTILACIÓN DIFERENCIAL

12 UNIDAD IV. PROYECTO : PROYECTO: OPTIMIZACIÓN DE LA OPERACIÓN DE LA TORRE DE PLATOS


29. PRESENTACIÓN: A) EL LABORATORIO EXPERIMENTAL MULTIDSCIPLINARIO V TRABAJARÁ CON PROYECTOS CORTOS DISTRIBUIDOS A LO LARGO DE UN PERIODO DE 16 SEMANAS.




35. PROYECTO: SE SOLICITARÁ AL ALUMNO QUE ADEMÁS DE LAS PRÁCTICAS ESATABLECIDAS, ELABORE UN PROYECTO DE INVESTIGACIÓN PARA SU CURSO DE LEM V, EL CUAL DEBERÁ CONTENER:

A) OBJETIVO GENERAL B) OBJETIVOS PARTICULARES C) MARCO TEÓRICO D) CUADRO METODOLÓGICO E) METODOLOGÍA F) MATERIALES

G) SECUENCIA DE CÁLCULO H) VALIDACIÓN I) DIAGRAMA DE FLUJO DEL EQUIPO J) PLANO ISOMÉTRICO K) NIVELES Y CONDICIONES DE OPERACIÓN L) CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES.

EVALUACIÓN:




BIRD, STEWART Y LIGHTFOOT FENÓMENOS DE TRANSPORTE. REVERTÉ. MÉXICO, 1998 BENNET & MYERS. MOMENTUM, HEAT AND MASS TRANSFER Mc GRAW HILL. USA, 1982 TREYBAL, R.E. OPERACIONES DE TRANFERENCIA DE MASA McGRAW HILL MÉXICO, 1985 WELTY, J.R. ; WILSON, R.E. & WICKS, C.E. FUNDAMENTALS OF MOMENTUM, HEAT AND MASS TRANSFER JOHN WILEY AND SONS. NEW YORK, 1976 GEANKOPLIS,CHRISTIE PROCESOS DE TRANSPORTE Y OPERACIONES UNITARIAS CECSA, 1998 SKELLAND A. DIFUSSIONAL MASS TRANSFER JOHN WILEY AND SONS. USA, 1974 SHERWOOD, PIGFORD & WILKE MASS TRANSFER Mc GRAW HILL. NEW YORK, 1975 Mc CABE, W.L.;WARREN, L.; SMITH, J.C. & HARRIOT A. OPERACIONES BÁSICAS DE INGENIERÍA QUÍMICA.

Mc GRAW HILL. MÉXICO, 1996 PERRY, ROBERT ET AL. CHEMICAL ENGINEERING HANDBOOK Mc GRAW HILL. USA. 1994 LUDWIG. APPLIED PROCESS DESING FOR CHEMICAL AND PETROCHEMICAL PLANTS GULF PUBLISHING CO. USA, 1985. REID, R.C. & SHERWOOD. T.K. THE PROPERTIES OF GASES AND LIQUIDS McGRAW HILL BOKK CO. NEW YORK, 1977

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: REVISTAS:

CHEMICAL ENGINEERING CHEMICAL ENGINEERING PROGRESS AICHE JOURNAL IEC FUNDAMENTALS IEC PROCESS DESIGN AND DEVELOPMENT HYDROCARBON PROCESSING CHEMICAL AND PROCESS ENGINEERING REVISTA DEL IMIQ

OCTAVO SEMESTRE



PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: SIMULACIÓN DE PROCESOS DEL OCTAVO SEMESTRE . DE LA CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 4 (2 TEÓRICAS / 2 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1864 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA Y TECNOLO0GÍA. SECCIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA CAMPO : COMPLEMENTARIO. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO-PRÁCTICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA (SERIACIÓN POR BLOQUES. EL ALUMNO DEBERÁ HABER APROBADO EL 80 % DE CRÉDITOS DE LOS 6 PRIMEROS SEMESTRES ASIGNATURA SUBSECUENTE : NINGUNA

INTRODUCCIÓN. ANTES DE PONER EN OPERACIÓN UNA PLANTA QUÍMICA INDUSTRIAL, ES CONVENIENTE LLEVAR A CABO LA SIMULACIÓN DIGITAL DE SU FUNCIONAMIENTO. POR LO TANTO ES IMPORTANTE QUE EL ESTUDIANTE CONOZCA LA FORMA EN QUE SE PUEDE PROGRAMAR UN SIMULADOR DE PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES, TANTO EN CONDICIONES DE ESTADO ESTACIONARIO COMO EN RÉGIMEN TRANSITORIO. EN ESTE CURSO SE LE PRESENTAN AL ESTUDIANTE LAS TÉCNICAS DE SIMULACIÓN DE PROCESOS ORIENTADA A ECUACIONES Y LA ESTRATEGIA MODULAR SECUENCIAL, SE REMARCAN LAS VENTAJAS DE ESTA ÚLTIMA Y SE CONSTRUYEN ALGORITMOS PARA PROCESOS PEQUEÑOS UTILIZANDO LAS DOS TÉCNICAS. TAMBIÉN SE SIMULAN PROCEOS TRANSITORIOS MANIPULANDO LAS VARIABLES EN DIFERENTES DOMINIOS PARA IDENTIFICAR LAS VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE CADA TRATAMIENTO MATEMÁTICO.


• UTILIZAR LAS HERRAMIENTAS MATEMÁTICAS Y COMPUTACIONALES NECESARIAS PARA SIMULAR EL COMPORTAMIENTO DE PLANTAS QUÍMICAS OPERANDO EN ESTADO ESTACIONARIO.

• MODELAR MATEMÁTICAMENTE PROCESOS TRABAJANDO EN ESTADO NO ESTACIONARIO, PONIENDO ESPECIAL ÉNFASIS EN

AQUELLOS CONTROLADOS POR DISPOSITIVOS QUE SIGUEN LOS ALGORITMOS TÍPICOS PARA CONTROL POR RETROALIMENTACIÓN, CON EL FIN DE UTILIZAR LOS MODELOS MATEMÁTICOS Y PROPONER CAMBIOS EN LOS PROCESOS Y EN SUS CONTROLADORES PARA MEJORAR SU FUNCIONAMIENTO Y DESEMPEÑO CUANDO FUERA NECESARIO.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS: EL CURSO ESTA CONSTITUIDO POR 9 UNIDADES, AL FINALIZAR CAD UNA DE ELLAS, EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: UNIDAD I. INTRODUCCIÓN: EXPLICAR EL PANORAMA GENERAL DE LA SIMULACIÓN DE PROCESOS EN INGENIERÍA QUÍMICA. UNIDAD II. EL MODELO MATEMÁTICO: COMPRENDER LA IMPORTANCIA DE MODELAR MATEMÁTICAMENTE LOS DIFERENTES PROCESOS A LOS QUE SON SOMETIDAS LAS MATERIAS PRIMAS EN UNA PLANTA QUÍMICA. UTILIZAR LOS CONCEPTOS DE LAS DIFERENTES DISCIPLINAS QUE HA ESTUDIADO A LO LARGO DE SU CARRERA PARA CONSTRUIR LOS MENCIONADOS MODELOS MATEMÁTICOS Y VISUALIZAR EL ALTO GRADO DE DIFICULTAD QUE REPRESENTA OBTENER LA SOLUCIÓN ANALÍTICA DE LA MAYORÍA DE DICHOS MODELOS Y COMPRENDER PORQUE ES IMPORTANTE EL USO DE MÉTODOS NUMÉRICOS PARA LA SIMULACIÓN COMPUTACIONAL DE LOS PROCESOS. UNIDAD III. PROGRAMAS DE COMPUTADORA PARA SIMULAR PROCESOS. DESCRIBIR LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS SIMULADORES ORIENTADOS A ECUACIONES Y LOS SIMULADORES BASADOS EN ESTRATEGIA MODULAR SECUENCIAL, SUS VENTAJAS Y DESVENTAJAS. UNIDAD IV. SIMULADORES DE PROCESOS BASADOS EN LA ESTRATEGIA MODULAR SECUENCIAL: UTILIZAR LA ESTRATEGIA MODULAR SECUENCIAL PARA SIMULAR PROCESOS. EXPLICAR PORQUE LA MAYORÍA DSE LOS SIMULADORES COMERCIALES SE BASAN EN DICHA ESTRATEGIA. UNIDAD V. CASOS ILUSTRATIVOS DEL USO DE LA ESTRATEGIA MODULAR SECUENCIAL: SIMULAR PROCESOS ESPECIFICOS QUE LE PLANTEE EL PROFESOR, APLICANDO LA ESTRATEGIA MODULAR SECUENCIAL. UNIDAD VI: DINÁMICA Y CONTROL EN EL DOMINIO DEL TIEMPO: UTILIZAR LAS ECUACIONES DIFERENCIALES EN EL DOMINIO DEL TIEMPO PARA SILMULAR PROCESOS INDUSTRIALES. UNIDAD VII. DINÁMICA Y CONTROL EN EL DOMINIO DE LAPLACE: UTILIZAR LA TRANSFORMADA DE LAPLACE PARA SIMULAR PROCESOS, EN SISTEMAS DE CONTROL AVANZADO. UNIDAD VIII. DINÁMICA Y CONTROL EN EL DOMINIO DE FRECUENCIA: UTILIZAR EL ANÁLISIS DE FOURIER PARA EL ANÁLISIS Y CONTROL DE SEÑALES, PASÁNDOLAS AL DOMINIO DE FRECUENCIAS, IDENTIFICANDO LAS FRECUENCIAS DOMINANTES, APLICANDO EL TEOREMA DE CONVOLUCIÓN Y REGRESÁNDOLAS AL ESPACIO DE TIEMPO PARA ESPECIFICAR LOS PROCEDIMIENTOS DE CONTROL AVANZADO. UNIDAD IX. PROCESOS MULTIVARIABLES: ANALIZAR MATEMÁTICAMENTE EL DISEÑO DE CONTROLADORES PARA SISTEMAS MULTIVARIABLES.



4 UNIDAD I. INTRODUCCIÓN. 1.16 CONCEPTO Y DEFINICIÓN DE SIMULACIÓN DE PROCESOS 1.17 EL MODELO MATEMÁTICO 1.18 LA SOLUCIÓN DEL MODELO MATEMÁTICO 1.19 PROGRAMAS DEDICADOS A UN PROCESO ESPECÍFICO Y

SIMULADORES DE PROCESOS 1.20 TENDENCIAS HACIA EL FUTURO EN LA SIMULACIÓN DE

PROCESOS

7 UNIDAD VI. DINÁMICA Y CONTROL EN EL DOMINIO DEL TIEMPO. 6.1 DINÁMICA EN EL DOMINIO DEL TIEMPO.

6.1.1 CLASIFICACIÓN Y DEFINICIÓN. 6.1.2 LINEALIZACIÓN Y VARIABLES DE PERTURBACIÓN 6.1.3 RESPUESTAS DE SISTEMAS LINEALES SENCILLOS 6.1.4 TÉCNICAS PARA EL ESTADO ESTACIONARIO

6.2 SISTEMAS DE CONTROL CONVENCIONALES 6.2.1 INSTRUMENTACIÓN DEL EQUIPO DE CONTROL 6.2.2 DESEMPEÑO DE LOS CONTROLADORES POR RETROALIMENTACIÓN 6.2.3 SINTONIZACIÓN DE LOS CONTROLADORES

6.3 SISTEMAS DE CONTROL AVANZADOS

8 UNIDAD II. EL MODELO M ATEMÁTICO. 2.21 DIFERENTES TIPOS DE ECUACIONES QUE SE PRESENTAN

COMÚNMENTE EN INGENIERÍA QUÍMICA 2.22 GRADO DE DIFICULTAD PARA RESOLVER ANALÍTICAMENTE ESAS

ECUACIONES 2.23 DISCIPLINAS QUE PROPORCIONAN LOS FUNDAMENTOS PARA

ELABORAR LOS MODELOS MATEMÁTICOS 2.23.1 BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA. 2.23.2 FENÓMENOS DE TRANSPORTE. 2.23.3 MECÁNICA 2.23.4 FISICOQUÍMICA Y TERMODINÁMICA 2.23.5 CINÉTICA QUÍMICA 2.23.6 ESTADÍSTICA

7 UNIDAD VII. DINÁMICA Y CONTROL PARA EL DOMINIO DE LAPLACE. 7.1 TRANSFORMADA DE LAPLACE

7.1.1 FUNDAMENTOS DE LA TRANSFORMADA DE LAPLACE 7.1.2 TRANSFOIRMADAS DE LAPLACE DE FUNCIONES IMPORTANTES. 7.1.3 INVERSA DE LA TRANSFORMAD DE LAPLACE. TEOREMA DECONVOLUCIÓN. 7.1.4 FUNCIONES DE TRANSFERENCIA. PROPIEDADES 7.1.5 FUNCIONES DE TRANSFERENCIA PARA CONTROLADORES POR RETROALIMENTACIÓN.

7.2 SISTEMAS 7.2.1 SISTEMAS A LAZO ABIERTO Y CERRADO 7.2.2 ESTABILIDAD 7.2.3 ANÁLISIS POR LOCALIZACIÓN DE RAÍCES.

7.3 ANÁLISIS EN EL DOMINIO DE LAPLACE DE SISTEMAS DE CONTROL AVANZADOS.

7 UNIDAD III. PROGRAMAS DE COMPUTADORA PARA SIMULAR PROCESOS. 3.1 PROGRAMAS DEDICADOS A UN PROCESO

3.1.1 SUS CARACTERÍSTICAS. SU FALTA DE FLEXIBILIDAD.

3.1.2 SUS VENTAJAS Y DESVENTAJAS. 3.2 SIMULADORES DE PROCESOS.

3.2.1 ORIENTADOS A ECUACIONES 3.2.2 BASADOS EN LA ESTRATEGIA

MODULAR SECUENCIAL. 3.2.3 EJEMPLOS DE PEQUEÑOS PROCESOS

RESUELTOS CON AMBAS ESTRATEGIAS. 8 UNIDAD IV. SIMULADORES DE PROCESOS BASADOS EN LA

ESTRATEGIA MODULAR SECUENCIAL. 4.19 LA ESTRATEGIA MODULAR SECUENCIAL PARA PROCESOS CON

RESTRICCIONES. GRADOS DE LIBERTAD. INFORMACIÓN NECESARIA PARA LLEVAR A CABO ESTA ESTRATEGIA.

4.20 SUBRUTINAS Y PROGRAMAS QUE CONFORMAN A LOS SIMULADORES BASADOS EN LA ESTRATEGIA MODULAR SECUENCIAL.

7 UNIDAD VIII. DINÁMICA Y CONTROL EN EL DOMINIO DE FRECUENCIA. 8.1 DINÁMICA Y CONTROL EN EL DOMNINIO DE FRECUENCIA

8.1.1 DEFINICIÓN Y TEOREMA BÁSICO. 8.1.2 REPRESENTACIONES. GRÁFICAS DE NYQUIST, BODE Y NICHOLS 8.1.3 TÉCNICAS DE SOLUCIÓN EN EL DOMINIO DE FRECUENCIA. 8.1.4 CRITERIO DE ESTABILIDAD DE NYQUIST. 8.1.5 ESPECIFICACIONES A ALAZO CERRADO EN EL DOMINIO DE FRECUENCIA 8.1.6 RESPUESTA DE FRECUENCIA DE CONTROLADORES POR RETROALIMENTACIÓN.

CONTROLADOR PREOPORCIONAL, CONTROLADOR PROPORCIONAL INTEGRAL, CONTROLADOR PROPORCIONAL DIFERENCIAL.

8.2 PROCESOS. 8.2.1 IDENTIFICACIÓN DE PROCESOS. 8.2.2 MÉTODOS DIRECTOS. 8.2.3 PRUEBA POR PULSOS 8.2.4 PRUEBA POR ESCALONES 8.2.5 VARIACIÓN POR AUTOSINTONIZACIÓN. (ATV) 8.2.6 MÉTODO DE LOS MÍNIMOS CUADRADOS 8.2.7 ESTIMADORES DE ESTADO.

9 UNIDAD V. CASOS ILUSTRATIVOS DE LA ESTRATEGIA MODULAR SECUENCIAL. 5.1 PLANTEAMIENTO DE PROBLEMAS EN LOS QUE SE DEBAN

SIMULAR PLANTAS QUÍMICAS. 5.2 PROGRAMACIÓN 5.3 SIMULACIÓN.

7 UNIDAD IX. PROCESOS MULTIVARIABLES. 9.1 PROPIEDADES DE LAS MATRICES Y VARIABLES DE ESTADO. 9.2 ANÁLISIS DE SISTEMAS MULTIVARIABLES 9.3 DISEÑO DE CONTROLADORES PARA SISTEMAS MULTIVARIABLES.


EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN DE LOS TEMAS DEL CURSO, AUXILIADA CON MATERIAL AUDIOVISUAL QUE PERMITA EL DIÁLOGO. CONSTRUCCIÓN Y EJECUCIÓN DE PROGRAMAS PARA SIMULAR LOS PROCESOS.

EVALUACIÓN:

PARTICIPACIONES EN CLASE. TAREAS. CUESTIONARIOS. PROGRAMAS QUE ESCRIBA Y EJECUTE EL ESTUDIANTE. TRABAJOS DE DISEÑO DEL SISTEMA DE CONTROL PARA PROCESOS QUÍMICOS. EXÁMENES PARCIALES.

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: SERIACIÓN POR BLOQUES. EL ALUMNO DEBE HABER APROBADO POR LO MENOS EL 80% DE LAS ASIGNATURAS DE LOS 6 PRIMEROS SEMESTRES. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: INGENIERO QUÍMICO.


LUYBEN, W. PROCESS MODELING, SIMULATION AND CONTROL FOR CHEMICAL ENGINEERS.Mc GRAW HILL, 2a EDICIÓN. SINGAPURE, 1990 CROWE, C.H.; HAMIELEC, A.E.; HOFFMAN, T.W. ; JOHNSON, A.I. & WOODS, D.R. CHEMICAL PLANT SIMULATION. AN INTRODUCTION TO COMPUTER AIDED STEADY STATE PROCESS ANALYSIS. PRENTICE HALL. ENGLEWOOD CLIFFS (USA), 1971 FRANKS, R.G.E. MODELING AND SIMULATION IN CHEMICAL ENGINEERING. WILEY AND SONS. USA, 1972 RÍOS INSUA, DAVID. SIMULACIÓN: MÉTODOS Y APLICACIONES. ED. RA-MA, MADRID, 1997 STEPHANOPOULOS, G. CHEMICAL PROCESS CONTROL. AN INTRODUCTION TO THEORY AND PRACTICE. PRENTICE HALL. ENGLEWOOD CLIFFS, USA, 1984 SEINFELD, J.H & LAPIDUS, L. MATHEMATICAL METHODS IN CHEMICAL ENGINEERING. PRENTICE HALL. USA, 1974 SHINSKEY, F. PROCESS CONTROL SYSTEMS. APLICATION, DESIGN AND TUNING. Mc GRAW HILL. 3a EDICIÓN. SINGAPURE, 1988 FRIEDLAND, B. CONTROL SYSTEMS DESIGN. AN INTRODUCTION TO STATE SPACE METHODS. Mc GRAW HILL, SINGAPURE, 1987 THORTON, RICHARD, ET AL. ANALYSIS, SYNTHESIS AND DESIGN OF CHEMICAL PROCESS. PRENTICE HALL. NEW JERSEY, USA. 1998


LONEY, NORMAN W. APPLIED MATHEMATICAL METHODS FOR CHEMICAL ENGINEERS. CRCR PRESS. NEW YORK, USA, 2000 SEBORG, DALE E. ; THOMAS, EDGAR AND MELLICAMP, DUNCAN A. PROCESS DYNAMICS AND CONTROL. JOHN WILEY AND SONS. NEW YORK, 1989 WESTERBERG, A.W.; HUTCHINSON, H.P; MOTARD, R.L. & WINTER, P. PROCESS FLOWSHEETING. CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS. CAMBRIDGE (GREAT BRITAIN), 1979


PROGRAMA DEESTUDIO DE LA ASIGNATURA: REACTORES QUÍMICOS HETEROGÉNEOS DEL OCTAVO SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 4 (4 TEÓRICAS) CRÉDITOS : 8 CLAVE: 1863 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA. SECCIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA. CAMPO : PROFESIONAL. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA ASIGNATURA PRECEDENTE : REACTORES QUÍMICOS HOMOGÉNEOS ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN EN EL PRIMER CURSO DE DISEÑO DE REACTORES SE DEDUJERON Y UTILIZARON LAS ECUACIONES DE DISEÑO PARA REACTORES DE FLUJO CONTINUO, MEDIANTE BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA ; Y CONSIDERANDO MEZCLADO IDEAL. EN ESTE CURSO SE HARÁN CORRECCIONES POR LA PRESENCIA DE NO IDEALIDADES HIDRODINÁMICAS EN EL INTERIOR DEL REACTOR Y SE CALCULARÁ LA DISTRIBUCIÓN DE CONCENTRACIONES DE REACTIVOS Y PRODUCTOS EN EL INTERIOR DEL EQUIPO, MEDIANTE LA UTILIZACIÓN DE MODELOS ESTADÍSTICOS Y DIFUSIONALES. ADEMÁS SE EXPLICARÁ LA FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES CATALÍTICAS Y SE FORMULARÁN LOS MODELOS MATEMÁTICOS PARA LOS PROCESOS DE TRANSPORTE DIFUSIONAL, REACCIÓN QUÍMICA Y ADSORCIÓN-DESORCIÓN, QUE TENGAN LUGAR.


APLICAR LOS MODELOS MATEMÁTICOS DE LA CINÉTICA QUÍMICA Y LOS BALANCES INFINITESIMALES DE MATERIA Y ENERGÍA PARA EL DISEÑO Y ESPECIFICACIÓN DE LAS CONDICIONES DE OPERACIÓN DE REACTORES REALES, TOMANDO EN CUENTA LAS DESVIACIONES HIDRODINÁMICAS DEL FLUJO IDEAL.

EXPLICAR LOS MECANISMOS DE LA CATÁLISIS HOMOGÉNEA Y HETEROGÉNEA, CONSTRUIR LOS MODELOS MATEMÁTICOS

CORRESPONDIENTES A CADA UNA DE SUS ETAPAS, IDENTIFICAR LA ETAPA CONTROLANTE DE LA VELOCIDAD DE REACCIÓN Y DISEÑAR REACTORES EN LOS QUE SE LLEVEN A CABO REACCIONES CATALIZADAS.


EL CURSO ESTÁ CONSTITUIDO POR LAS SIGUIENTES UNIDADES, AL FINAL DE LAS CUALES EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE:

UNIDAD I. DESVIACIONES DEL COMPORTAMIENTO HIDRODINÁMICO IDEAL DE REACTORES HOMOGÉNEOS.

EXPLICAR LAS DESVIACIONES DE LA IDEALIDAD HIDRODINÁMICA QUE EXHIBEN LOS REACTORES REALES Y CORREGIR EL DIMENSIONAMIENTO DE REACTORES REALES QUE HAYAN SIDO TRATADOS COMO IDEALES

UNIDAD II. INGENIERÍA DE LAS REACCIONES HETEROGÉNEAS.

EXPLICAR LOS MECANISMOS DE UNA REACCIÓN HETEROGÉNEA, OBTENER LOS MODELOS MATEMÁTICOS PARA LA VELOCIDAD DE REACCIÓN EN DICHOS SISTEMAS Y SER CAPAZ DE SIMPLIFICAR TALES MODELOS CUANDO ALGUNA O ALGUNAS DE LAS ETAPAS CONTROLEN.

DECIDIR EN QUE SISTEMAS, DONDE SE ESTÉN LLEVANDO A CABO REACCIONES INSTANTÁNEAS Y RÁPIDAS, ES CONVENIENTE

O INDISPENSABLE EL USO DE LA QUIMISORCIÓN. DEBERÁ SER CAPAZ ADEMÁS DE DIMENSIONAR LA TORRE O MEZCLADOR-SEDIMENTADOR DONDE SE REALICE DICHA QUIMISORCIÓN.

EXPLICAR LOS MECANISMOS DE NÚCLEO SIN REACCIONAR Y DE CONVERSIÓN PROGRESIVA, ESCRIBIENDO LOS MODELOS

MATEMÁTICOS DE CADA UNO DE ELLOS Y UTILIZÁNDOLOS PARA DETERMINAR LA VELOCIDAD DE REACCIÓN DE PARTÍCULAS ESFÉRICAS DE TAMAÑO CONSTANTE O DECRECIENTE Y DISEÑAR REACTORES DE LECHO FLUIDIZADO DONDE SE LLEVEN A CABO REACCIONES SÓLIDO-FLUIDO.

UNIDAD III. CATÁLISIS HETEROGÉNEA Y CINÉTICA CATALÍTICA

EXPLICAR LA INFLUENCIA DE LOS FENÓMENOS DE FISISORCIÓN Y QUIMISORCIÓN SOBFRE LA VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN QUÍMICA CATALIZADA Y DISEÑAR REACTORES QUÍMICOS CATLÍTICOS.

ESCRIBIR MODELOS MATEMÁTICOS PARA LA VELOCIDAD DE REACCIÓN EN MEDIO HETEROGÉNEO CON CATALIZADOR SÓLIDO

QUE DESCRIBAN CORRECTAMENTE EL SISTEMA REACCIONANTE DE INTERÉS Y UTILIZAR DICHAS EXPRESIONES PARA DIMENSIONAR EL REACTOR DONDE SE LLEVE A CABO DICHA REACCIÓN DE CATÁLISIS HETEROGÉNEA.

P R O G R A M A : HORAS T E M A : HORAS. T E M A : 10 UNIDAD I. DESVIACIONES DEL COMPORTAMIENTO HIDRODINÁMICO

IDEAL DE REACTORES QUÍMICOS HOMOGÉNEOS 1.1 CAUSAS DE LA NO IDEALIDAD. 1.2 DISTRIBUCIÓN DEL TIEMPO DE RESIDENCIA A PARTIR DE LAS

MEDICIONES ESTÍMULO-RESPUESTA 1.3 INTERPREATACIÓN DE DATOS DE RESPUESTAS Y CÁLCULO DE

CONVERSIONES DIRECTAMENTE DE LA INFORMACIÓN DEL TRAZADOR.

1.4 MODELOS PARA FLUJO NO IDEAL 1.5 MODELO DE DISPERSIÓN. 1.6 MODELOS DE TANQUES EN SERIE 1.7 MODELOS COMBINADOS.

24 UNIDAD II. INGENIERÍA DE LAS REACCIONES HETEROGÉNEAS. 2.1 REACCIONES HETEROGÉNEAS.

2.1.1 ECUACIÓN CINÉTICA PARA REACCIONES HETEROGÉNEAS. 2.1.2 CONCEPTO DE VELOCIDAD DE REACCIÓN Y ETAPA

CONTROLANTE DE VELOCIDAD. 2.1.3 EFECTO DE LOS PROCESOS FÍSICOS SOBRE LAS VELOCIDADES

DE REACCIÓN OBSERVADAS 2.1.4 TIPOS DE REACCIONES HETEROGÉNEAS.

2.2 REACCIONES FLUIDO-FLUIDO 2.2.1 ECUACIÓN DE VELOCIDAD

A) REACCIONES INSTANTÁNEAS Y RÁPIDAS. B) .REACCIONES LENTAS E INFINITAMENTE LENTAS. C) CASOS INTERMEDIOS

2.2.2 APLICACIÓN AL DISEÑO DE TORRES DE ABSORCIÓN QUÍMICA Y FÍSICA. MEZCLADORES-SEDIMENTADORES.

2.3 REACCIONES SÓLIDO-FLUIDO NO CATALÍTICAS. 2.3.1 MODELO DE CONVERSIÓN PROGRESIVA 2.3.2 MODELO DE NÚCLEO SIN REACCIONAR PARA PARTÍCULAS

ESFÉRICAS DE TAMAÑO CONSTANTE. IDENTIFICACIÓN DE LA ETAPA CONTROLANTE.

2.3.3 MODELO DE NÚCLEO SIN REACCIONAR PARA PARTÍCULAS ESFÉRICAS DE TAMAÑO DECRECIENTE. IDENTIFICACIÓN DE LA ETAPA CONTROLANTE.

2.3.4 DISEÑO DE REACTORES PARA REACCIONES SÓLIDO-FLUIDO PARA PARTÍCULAS DE TAMAÑO UNIFORME Y DE TAMAÑO VARIABLE.

2.3.5 REACTORES DE LECHO FLUIDIZADO

30 UNIDAD III. CATÁLISIS HETEROGÉNEA Y CINÉTICA CATALÍTICA. 3.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA CATÁLISIS HETEROGÉNEA. 3.2 ADSORCIÓN EN SUPERFICIES SÓLIDAS. FISISORCIÓN Y QUIMISORCIÓN.

ACTIVADA Y NO ACTIVADA. 3.3 PROPIEDADES FÍSICAS DE CATALIZADORES.

3.3.1 DETERMINACIÓN DEL ÁREA SUPERFICIAL. 3.3.2 TEORÍA DE LANGMUIR Y ECUACIÓN DE BET. 3.3.3 VOLUMEN DE ESPACIOS VACÍOS Y DENSIDAD DEL SÓLIDO.

A) MÉTODO DEL HELIO-MERCURIO. 3.3.4 DISTRIBUCIÓN DEL VOLUMEN DE POROS.

A) MÉTODO DE PENETRACIÓN DEL MERCURIO, B) MÉTODO DE DESORCIÓN DE NITRÓGENO (HISTÉRISIS DE LA

DESORCIÓN) 3.4 CINÉTICA CATALÍTICA.

3.4.1 VELOCIDADES DE EQUILIBRIO Y QUIMISORCIÓN. 3.4.2 ECUACIÓN DE LANGMUIR 3.4.3 ECUACIÓN DE ELOVICH. 3.4.4 ISOTERMAS DE ADSORCIÓN. ISOTERMAS DE TEMPKIN Y FRAUNDLICH 3.4.5 MODELOS CINÉTICOS DE REACCIONES CATALÍTICAS PARA SUPERFICIES

IDEALES. A) TEORÍA DE LANGMUIR-HINSHELWOOD B) TEORÍA DE HOUGEN-WATSON C) MODELOS DE VELOCIDAD CONTROLADA POR LA REACCIÓN

SUPERFICIAL, POR LA ADSORCIÓN Y POR LA DESORCIÓN. 3.4.6 MÉTODOS EXPERIMENTALES PARA LA DETERMINACIÓN DE LAS

VELOCIDADES Y CÁLCULO DEL TAMAÑO DEL REACTOR A PARTIR DE ELLA.

3.4.7 REACTOR DIFERENCIAL, INTEGRAL, DE MEZCLA COMPLETA, DISCONTINUO Y APLICACIÓN AL DISEÑO.


EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN DE LOS TEMAS DEL CURSO. ELABORACIÓN Y UTILIZACIÓN DE ALGORITMOS COMPUTACIONALES

PARA EL DISEÑO DE REACTORES QUÍMICOS. RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS EN CLASE ASESORADOS POR EL

PROFESOR. TRABAJOS DE SEMINARIO. EXPOSICIÓN ANTE EL GRUPO.

EVALUACIÓN: EXÁMENES PARCIALES. SERIES DE PROBLEMAS. EXÁMENES FINALES.

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: CINÉTICA QUÍMICA Y CATÁLISIS. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: INGENIEROS QUÍMICOS.

BIBLIOGRAFÍA

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: CARBERRY, JAMES INGENIERÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS CATALÍTICAS ED. GÉMINIS, BUENOS AIRES, 1980 FOGLER, SCOTT. INGENIERÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS PRENTICE HALL, MÉXICO, 2000 FROMENT, G.F. & BISCHOFF, K.B. CHEMICAL, REACTOR ANALYSIS AND DESIGN. JOHN WILEY & SONS, NEW YORK, 1990 LEVENSPIEL, OCTAVE INGENIERÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS. REVERTÉ. BARCELONA, ESPAÑA, 1976 LEVENSPIEL, OCTAVE EL OMNILIBRO DE LOS REACTORES QUÍMICOS REVERTÉ, BARCELONA, 1ª REIMPRESIÓN, 2002

DE LA PEÑA MANRIQUE, RAMÓN INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS INGENIERIL DE LOS REACTORES QUÍMICOS LIMUSA. MÉXICO, 1981 NAUMAN, E.BRUCE. CHEMICAL REACTOR DESIGN JOHN WILEY AND SONS. NEW YORK, 1987 SMITH, J. M. INGENIERÍA DE LA CINÉTICA QUÍMICA CECSA, MÉXICO, 1995 RUTHERFORD, ARIS ANÁLISIS DE REACTORES ED. ALHAMBRA. MADRID, ESPAÑA, 1973


WESTERTERP, K.R. & BEENACHERS, W.P.M. CHEMICAL REACTOR DESIGN AND OPERATION JOHN WILEY & SONS, NEW YORK, 1987. FOGLER, SCOTT. ELEMENTS OF CHEMICAL REACTION ENGINEERING PRENTICE HALL, NEW YORK, 1998

DENBIGH, K.G. AND TURNER, J.C INTRODUCCIÓN A LA TEORÍA DE LOS REACTORES QUÍMICOS LIMUSA. MÉXICO, 1990 RICE AND DO. APPLIED MATHEMATICS AND MODELING FOR CHEMICAL ENGINEERS JOHN WILEY AND SONS. NEW YORK, 1995


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: INGENIERÍA DE PROCESOS DEL OCTAVO SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 4 (2 TEÓRICAS/2 TALLER) CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1861 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA. SECCIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA CAMPO : PROFESIONAL. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO-PRÁCTICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA (SERIACIÓN POR BLOQUES) ASIGNATURA SUBSECUENTE : NINGUNA

INTRODUCCIÓN : ESTE PROGRAMA PERSIGUE COMO PROPÓSITO PRINCIPAL DAR AL ALUMNO LOS CONOCIMIENTOS QUE LE PERMITAN LLEVAR A CABO LA RESOLUCIÓN SISTEMATIZADA PROBLEMAS TÍPICOS DE LA INGENIERÍA DE PROCESOS, QUE SON DE CARÁCTER TOTALMENTE PRÁCTICO Y QUE SE PRESENTAN FRECUENTEMENTE EN LA INDUSTRIA QUÍMICA. DADA LA NATURALEZA MISMA DE LOS PROBLEMAS DE PROCESO, SERÍA DEMASIADO PRETENCIOSO EL ESPERAR QUE UNA PERSONA QUE COMPLETARA ESTE CURSO ESTUVIESE EN CAPACIDAD DE RESOLVER DE UNA FORMA ENTERAMENTE SATISFACTORIA, PROBLEMAS BASTANTE ELABORADOS, YA QUE LA HABILIDAD PARA ELLOS SE ACABA DE DESARROLLAR CON LA EXPERIENCIA; SIN EMBARGO, EN EL CURSO SE TRATA DE QUE EL ALUMNO SE FAMILIARICE CON TODAS AQUELLAS FUENTES DE INFORMACIÓN CLAVES PARA LA RESOLUCIÓN DE DICHOS PROBLEMAS. DURANTE EL CURSO SE INTENTA DESARROLLAR LA INICIATIVA DE LOS ALUMNOS, FACULTAD DE PRIMORDIAL IMPORTANCIA DESDE LA CREACIÓN DEL PROBLEMA, PUES MEDIANTE ELLA SE PODRÁ LLEGAR A CONTEMPLAR UN PROBLEMA DESDE TODOS LOS PUNTOS DE VISTA, PUDIENDO ASÍ CREAR LAS DIFERENTES ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN, ESENCIA DE LOS PROBLEMAS DE INGENIERÍA DE PROCESOS. ASÍ MISMO, SE HARÁ HINCAPIÉ EN LA NECESIDAD DE ADQUIRIR GRAN HABILIDAD EN EL ANÁLISIS DE PROBLEMAS, YA QUE ESTA FACULTAD SE REQUIERE PRIMERAMENTE PARA REDUCIR A UN MÍNIMO LOS ESFUERZOS INVOLUCRADOS EN LA RESOLUCIÓN DE LOS MISMOS.

OBJETIVO GENERAL: AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: LLEVAR A CABO EL ANÁLISIS DE LAS VARIABLES Y GRADOS DE LIBERTAD DE UN PROCESO INDUSTRIAL, PARA ESPECIFICAR LA RUTA QUE HA DE SEGUIRSE EN LA CARACTERIZACIÓN DE LAS CONDICIONES DE OPERACIÓN AL IR LLENANDO DICHOS GRADOS DE LIBERTAD;

TAMBIÉN DEBERÁ SER CAPAZ DE DISEÑAR REDES DE INTERCAMBIO DE CALOR Y SISTEMAS DE SEPARACIÓN BUSCANDO QUE EL PROCESO GLOBAL OPERE BAJO CONDICIONES TÉCNICO-ECONÓMICAS ÓPTIMAS. P R O G R A M A : No. de HORAS

TEMA: No. de sesión

TEMA

4 UNIDAD I. INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA DE PROCESOS 1.21 INVESTIGACIÓN Y DERSARROLLO DE PROCESOS. INVESTIGACIÓN

PRELIMINAR. DESARROLLO DEL PROCESO. 1.22 INGENIERÍA DE PROCESOS. EVALUACIÓN DE PROCESOS. DISEÑO DE

PROCESOS. RESPONSABILIDADES DEL GRUPO DE INGENIERÍA DE PROCESOS.

1.23 INGENIERÍA DE PROYECTO. ACTIVIDADES Y RESPONSABILIDADES DE LOS INGENIEROS DE PROYECTO.

1.24 RESUMEN DE LAS RELACIONES ENTRE LOS DIFERENTES GRUPOS INVOLUCRADOS EN EL DESARROLLO Y DISEÑO DE UNA PLANTA.

12 UNIDAD IV. EVALUACIÓN DE COSTOS Y CRITERIOS ECONÓMICOS 4.1 ESTIMACIÓN DE COSTOS DE EQUIPOS DE PROCESO 4.2 INVERSIÓN. 4.3 COSTOS FIJOS. COSTOS VARIABLES. COSTOS DE MANUFACTURA. GANANCIAS 4.4 CRITERIOS ECONÓMICOS EN EL ESTUDIO DE ALTERNATIVAS

12 UNIDAD II. DETERMINACIÓN Y ANÁLISIS DE LAS VARIABLES DE DISEÑO DE UN EQUIPO. 2.24 EQUIPOS DE TRANSFERENCIA TÉRMICA 2.25 EQUIPOS DE TRANSFERENCIA DE MASA. 2.26 REACTORES QUÍMICOS.

12 UNIDAD V. EVALUACIÓN Y DISEÑO DE UN PROCESO 5.1 CREACIÓN Y ANÁLISIS PRELIMINAR DE DIFERENTES ALTERNATIVAS. 5.2 BASES DE DISEÑO 5.3 PROPIEDADES FÍSICAS Y TERMODINÁMICAS REQUERIDAS EN EL DISEÑO Y

FUENTES DE INFORMACIÓN.

12 UNIDAD III. ESTRUCTURA DE SISTEMAS 3.1 SISTEMAS Y SUBSISTEMAS. 3.2 FLUJO DE INFORMACIÓN A TRAVÉS DE SUBSISTEMAS 3.3 SISTEMAS CON RECIRCULACIÓN

12 UNIDAD VI. ESPECIFICACIONES DE EQUIPOS DE PROCESO 6.1 TANQUES 6.2 TORRES E INTERNOS 6.3 BOMBAS 6.4 INTERCAMBIADORES DE CALOR 6.5 COMPRESORAS 6.6 TORRES DE ENFRIAMIENTO 6.7 SEPARADORES CENTRÍFUGOS 6.8 FILTROS


EXPOCISIÓN DE LOS TEMAS EN EL PIZARRÓN. CUESTIONARIOS Y SERIES DE PROBLEMAS SE DESARROLLARÁ UN PROYECTO A LO LARGO DEL CURSO, RELATIVO AL DISEÑO DE UN PROCESO INDUSTRIAL, POR EJEMPLO: PURIFICACIÓN DE GAS NATURAL RECUPERACIÓN DE AZUFRE DE UN GAS ÁCIDO SISTEMA DE ALMACENAMIENTO DE PROPILENO RECUPERACIÓN DE ETANO DE GAS NATURAL

EVALUACIÓN:

PARTICIPACIONES EN CLASE. CUESTIONARIOS Y PROBLEMARIOS PROYECTO DEL DIMENSIONAMIENTO Y ELABORACIÓN DE LOS DOCUMENTOS DE INGENIERÍA BÁSICA PARA UN PROCESO INDUSTRIAL. EXÁMENES PARCIALES:



BIEGLER, LORENZ; GROSMANN, IGNACIO E; WESTERBERG, ARTHUR W. SYSTEMATIC METHODS FOR CHEMICAL PROCESS DESIGN. PRENTICE HALL. 1997 COULSON, J.M. CHEMICAL ENGINEERING. VOL6: DESIGN. PERGAMON PRESS. OXFORD, 1983 HIMMELBLAU, D.M. & BISCHOFF, K.B. PROCESS ANALYSIS AND SIMULATION. PRENTICE HALL, USA, 1990 JORDAN, G.D. CHEMICAL PROCESS DEVELOPMENT. INTERSCIENCE PUBLISHERS, NEW YORK, 1979 LIPTAK, BELA G. OPTIMIZATION OF INDUSTRIAL UNIT PROCESSES. 2nd EDITION

CRC PRESS. NEW YORK, USA, 1998 LUDWIG APPLIED PROCESS DESIGN FOR CHEMICAL AND PETROCHEMICAL PLANTS GULF PUBLISHING, CO. NEW YORK, 1983 MIZRAHI, JOSEPH DEVELOPING AN INDUSTRIAL CHEMICAL PROCESS CRC PRESS. NEW YORK, 2002 RAY, MARTIN S. AND SNEESBY, MARTIN G. CHEMICAL ENGINEERING DESIGN PROJECT 2nd EDITION. GORDON AND BREACH SCIENCE PUBLISHERS. AMSTERDAM, 1998 TURTON, RICHARD; BAILIE, RICHARD C.; WHITING, WALLACE B. & SHAEIWITE, JOSEPH A. ANÁLISIS, SÍNTESIS AND DESIGN OF CHEMICAL PROCESSES PRENTICE HALL, NEW JERSEY, 1998


BASMADJIAN, DIRAN. THE ART OF MODELING IN SCIENCE AND ENGINEERING. CHAPMAN AN HALL. NEW YORK, 1999 LONEY, NORMAN W. APPLIED MATHEMATCAL METHODS FOR CHEMICAL ENGINEERS. CRC PRESS. NEW YORK, USA, 2000

PERRY, ROBERT H.; GREEN, DON W.; MALONEY, J.O. MANUAL DEL INGENIERO QUÍMICO. 6ª EDICIÓN McGRAW-HILL. MÉXICO, 1992 RUDD, D.F & WATSON, C.C. STRATEGY OF PROCESS ENGINEERING. JOHN WILEY AND SONS. NEW YORK, 1968


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: INGENIERÍA DE SERVICIOS DEL OCTAVO SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 4 (2 TEÓRICAS/2 TALLER) CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1860 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA. SECCIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA CAMPO : PROFESIONAL. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO-PRÁCTICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA (SERIACIÓN POR BLOQUES (EL ALUMNO DEBERÁ HABER APROBADO EL 80 % DE LOS CRÉDITOS DE LOS 6 PRIMEROS SEMESTRES ASIGNATURA SUBSECUENTE : NINGUNA

INTRODUCCIÓN TODA PLANTA INDUSTRIAL REQUIERE DE SERVICIOS DE ENFRIAMIENTO, CALENTAMIENTO, ENERGÍA ELÉCTRICA, AIRE DE INSTRUMENTOS, COMBUSTIBLES, VAPOR DE DIFERENTES PRESIONES, Y EN ALGUNOS CASOS, GAS INERTE. FRECUENTEMENTE LAS CONDICIONES REQUERIDAS EN LOS SERVICIOS NO CORRESPONDEN A LAS CONDICIONES EN QUE SE ENCUENTRAN DISPONIBLES, Y ENTONCES ES NECESARIO LLEVAR A CABO UN TRATAMIENTO FÍSICO O QUÍMICO SOBRE ELLOS PARA AJUSTARLOS A LAS CONDICIONES DESEADAS. POR EJEMPLO, EL AGUA DE CALDERAS DEBE SER TRATADA, ELIMINANDO DUREZA, CON EL FIN DE EVITAR INCRUSTACIÓN; LA CORRIENTE ELÉCTRICA DEBE SER ACONDICIONADA AL VOLTAJE Y FRECUENCIA REQUERIDA EN LAS MÁQUINAS Y MOTORES, ETCÉTERA. EL INGENIERO QUÍMICO DEBE SABER CALCULAR LA CANTIDAD DE SERVICIOS AUXILIARES REQUERIDOS; ESPECIFICAR LA TOPOLOGÍA DE LAS REDES DE SUMINISTRO; CONSTRUIR LOS DIAGRAMAS DE INGENIERÍA BÁSICA, DONDE SE ESPECIFICAN LAS OPERACIONES UNITARIAS A QUE SERÁN SOMETIDOS; Y POR LO MENOS, INTERPRETAR LOS DIAGRAMAS DE INGENIERÍA DE DETALLE DE LOS DIFERENTES EQUIPOS QUE SE DISEÑEN PARA CADA SERVICIO. DURANTE EL PRESENTE CURSO, EL ALUMNO CALCULARÁ LA CANTIDAD REQUERIDA BAJO CONDICIONES FÍSICAS Y QUÍMICAS ESPECÍFICAS, DE LOS SERVICIOS AUXILIARES PARA UN PROCESO ESPECÍFICO TOMADO COMO EJEMPLO.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO. INICIAR A LOS ALUMNOS EN EL ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DE LOS SISTEMAS DE PROCESAMIENTO FÍSICO Y QUÍMICO, APLICADOS A DETERMINAR LOS SERVICIOS AUXILIARES PARA UN PROCESO, MOSTRAR LA FORMA EN QUE SE UTILIZAN LOS BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA, ASÍ COMO,LAS RELACIONES TERMODINÁMICAS Y LOS FENÓMENOS DE TRANSPORTE PARA SUSTENTAR LOS CÁLCULOS DE ESPECIFICACIÓN Y DIMENSIONAMIENTO DE LOS DIFERENTES SERVICIOS AUXILIARES, Y ENSEÑARLES A UTILIZAR ALGUNOS MÉTODOS Y HERRAMIENTAS COMPUTARIZADAS PARA CONCRETAR EL DISEÑO DE UN DETERMINADO SERVICIO. AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: DIMENSIONAR Y ESPECIFICAR LOS SERVICIOS AUXILARES DE UNA PLANTA INDUSTRIAL QUÍMICA.


EL CURSO ESTÁ CONSTITUIDO POR 13 UNIDADES, AL FINAL DE LAS CUALES EL ALUMNO DEBERÁ SER CPAZ DE: UNIDAD I. INTRODUCCIÓN Y CLASIFICACIÓN DE LOS SERVICIOS AUXILIARES: DETERMINAR LAS NECESIDADES DE SERVICIOS AUXILIARES EN UN PROCESO, ASÍ COMO DIFERENCIAR ENTRE UN SERVICIO PRIMARIO Y UNO SECUNDARIO, Y PROPONER LAS ALTERNATIVAS DE USO PARA CUMPLIR EN UN DETERMINADO SERVICIO UNIDAD II. NORMAS CÓDIGOS Y ESTÁNDARES APLICABLES A MATERIALES, EQUIPO Y TUBERÍA DE SERVICIOS AUXILIARES: DIFERENCIAR ENTRE UNA NORMA, CÓDIGO O ESTÁNDAR. ESTABLECER CUALES SON LOS CÓDIGOS, NORMAS Y ESTÁNDARES APLICABLES A MATERIALES, EQUIPO Y TUBERÍA, ASÍ COMO APLICAR EN EL DISEÑO LOS CONCEPTOS MÁS IMPORTANTES, FÓRMULAS Y CRITERIOS QUE SON DE USO GENERAL Y ESTÁN CONTENIDAS EN ESTAS NORMAS, CÓDIGOS Y ESTÁNDARES. UNIDAD III. CARACTERÍSTICAS GENERALES DE DISEÑO DE SISTEMAS DE GENERACIÓN Y/O DISTRIBUCIÓN DE SERVICIOS AUXILIARES: DESCRIBIR LA DIFERENCIA ENTRE UN DISEÑO ÓPTIMO-ECONÓMICO Y UN DISEÑO ÓPTIMO-OPERACIONAL. PROPONER LOS PARÁMETROS DE OPTIMIZACIÓN DE UN SISTEMA, ASÍ COMO UN ALGORITMO DE CÁLCULO. APLICAR LOS CONCEPTOS DE DISEÑO EN LOS SISTEMAS DE TRANSPORTE DE FLUIDOS, TALES COMO VELOCIDAD DE IMPACTO Y VELOCIDADES RECOMENDABLES. SELECCIONAR ADECUADAMENTE LOS MATERIALES A UTILIZAR EN UN SISTEMA DE SERVICIOS AUXILIARES Y DETERMINAR LOS DIÁMETROS Y CONDICIONES ESPECÍFICAS PARA UNA RED DE DISTRIBUCIÓN DE UN SERVICIO A RÉGIMEN PERMANENTE. UNIDAD IV. ESTIMACIÓN DEL CONSUMO DE SERVICIOS AUXILIARES: DESCRIBIR LA INFORMACIÓN NECESARIA PARA DISEÑAR UN SISTEMA O EQUIPO DE SERVICIOS AUXILIARES. UTILIZAR BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA PARA RESOLVER PROBLEMAS DE ESTIMACIÓN DE SERVICIOS AUXILIARES. ELABORAR DIAGRAMAS DE REQUERIMIENTO DE SERVICIOS AUXILIARES Y ESTIMAR LOS COSTOS ASOCIADOS A UN SERVICIO. UNIDAD V. AGUA. DESCRIBIR LOS USOS Y FUENTES PRINCIPALES DE AGUA, ASÍ COMO LAS PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DEL EQUIPO DE TRATAMIENTO. PRESENTAR LAS DIFERENTES OPCIONES PARA LLEVAR A CABO EL TRATAMIENTO DE AGUA PARA UN USO INDUSTRIAL ESPECÍFICO. ELABORAR LOS PLANOS DE LOCALIZACIÓN DE EQUIPO ASÍ COMO LOS DIAGRAMAS DE TUBERÍA E INSTRUMENTACIÓN PARA PLANTAS DE TRATAMIENTO Y ACONDICIONAMIENTO DE AGUA, COMO SERVICIO AUXILIAR EN UNA INDUSTRIA QUÍMICA. UNIDAD VI. VAPOR. DESCRIBIR LOS USOS Y LA FORMA EN QUE SE PRODUCE VAPOR EN UNA PLANTA INDUSTRIAL, ASÍ COMO LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS GENERADORES DE VAPOR. RESOLVER PROBLEMAS DE ESTIMACIÓN DE EQUIPO EN SISTEMAS DE GENERACIÓN DE VAPOR. DETERMINAR LAS CARACTERÍSTICAS DE DISEÑO PARA EQUIPOS COMO: RECALENTADORES, ECONOMIZADORES, SOBRECALENTADORES, DESOBRECALENTADORES, DEAREADORES Y BOMBAS DE ALIMENTACIÓN. DECRIBIR EQUIPO Y SISTEMAS ADICIONALES QUE MANEJAN VAPOR DENTRO DE UNA UNIDAD DE SERVICIOS AUXILIARES, TALES COMO: TURBINAS, EYECTORES, DEAEREADORES Y TRAMPAS DE VAPOR. ELABORAR PLANOS DE DISTRIBUCIÓN DE EAUIPOS Y DIAGRAMAS DE TUBERÍA E INSTRUMENTACIÓN PARA EL SISTEMA DE GENERACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DEL SERVICIO DE VAPOR. UNIDAD VII. COMBUSTIBLES: REALIZAR BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA PARA ESTIMAR EL CONCUMO DE COMBUSTIBLE EN UNA PLANTA INDUSTRIAL. ELABORAR LOS PLANOS DE UBICACIÓN DE EQUIPOS Y LOS DIAGRAMAS DE TUBERÍA E INSTRUMENTACIÓN PARA LOS SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO Y DISTRIBUCIÓN DE COMBUSTIBLES. UNIDAD VIII. AIRE: DISEÑAR SISTEMAS DE GENERACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE AIRE. CONSTRUIR LOS PLANOS DE TUBERÍA E INSTRUMENTACIÓN PARA DISTRIBUCIÓN DE AIRE DE PLANTA E INSTRUMENTOS. UNIDAD IX. GAS INERTE: DESCRIBIR LOS EQUIPOS PRINCIPALES Y CARACTERÍSTICAS DE UN SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE GAS INERTE, ASÍ COMO ELABORAR LOS PLANOS DE TUBERÍA E INSTRUMENTACIÓN PARA DICHO TIPO DE SISTEMAS.

UNIDAD X: SISTEMAS DE SEGURIDAD: DESCRIBIR LOS ELEMENTOS Y CARACTERÍSTICAS DE UN SISTEMA DE SEGURIDAD O RELEVO PARA UN PROCESO INDUSTRIAL. PLANTEAR LAS OPCIONES PARA LLEVAR A CABO EL RELEVO DE SOBREPRESIONES DE EQUIPOS. DIMENSIONAR LOS DISPOSITIVOS DE SEGURIDAD Y ELABORAR PLANOS DE TUBERÍA E INSTRUMENTACIÓN PARA DESFOGUE DE GAS. UNIDAD XI: CICLOS DE REFRIGERACIÓN: DESCRIBIR LOS DIFERENTES CICLOS TERMODINÁMICOS APLICABLES A LOS PROCESOS DE REFRIGERACIÓN. SELECCIONAR EL REFRIGERANTE MÁS ADECUADO PARA UN DETERMINADO SERVICIO Y RERSOLVER PROBLEMAS DE SELECCIÓN DE EQUIPO EN EL CASO DE REFRIGERACIÓN MECÁNICA. UNIDAD XII. TRATAMIENTO DE EFLUENTES: DESCRIBIR LA LEGISLACIÓN SOBRE CONTAMINACIÓN QUE OPERA ACTUALMENTE Y ESPECIFICAR LOS PRINCIPALES TIPOS DE TRATAMIENTO. UNIDAD XIII. ALMACENAMIENTO: DESCRIBIR LOS PRINCIPALES COMPONENTES DE UN SISTEMA DE ALMACENAMIENTO Y ELABORAR EL PLANO DE TUBERÍA E INSTRUMENTACIÓN QUE APLIQUE A UN SISTEMA DE ALMACENAMIENTO. P R O G R A M A : No. de HORAS TEMA: No. de

sesión TEMA

4 UNIDAD I. INTRODUCCIÓN Y CLASIFICACIÓN DE LOS SERVICIOS AUXILIARES. 1.25 INTRODUCCIÓN. 1.26 CLASIFICACIÓN DE LOS SERVICIOS AUXILIARES 1.27 IMPORTANCIA DE LOS SERVICIOS EN UN PROYECTO.

4 UNIDAD VII. COMBUSTIBLES 7.1 CLASIFICACIÓN. ANÁLISIS. 7.2 FUNDAMENTOS DE LA COMBUSTIÓN. QUÍMICA Y ESTEQUIOMETRÍA. 7.3 DTI´s

4 UNIDAD II. NORMAS, CÓDIGOS Y ESTÁNDARES APLICABLES A MATERIALES, EQUIPO Y TUBERÍA DE SERVICIOS AUXILIARES. 2.27 DIFERENCIAS ENTRE NORMA, CÓDIGO Y ESTÁNDAR 2.28 REVISIÓN DE CÓDIGOS VIGENTES: ASME, ANSI, ASTM, API, NACE, ETC.

4 UNIDAD VIII. AIRE. 8.1 CLASIFICACIÓN, CARACTERÍSTICAS Y USOS. 8.2 CRITERIOS DE DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS. 8.3 DTI´s

4 UNIDAD IX. GAS INERTE. 9.1 CARACTERÍSTICAS Y USOS.. 9.2 DTI´s

4 UNIDAD III. CARACTERÍSTICAS GENERALES DE DISEÑO DE SISTEMAS DE GENERACIÓN Y/O DISTRIBUCIÓN DE SERVICIOS AUXILIARES. 3.4 DISEÑO ÓPTIMO. METODOLOGÍA. ALGORITMO. 3.5 RECOMENDACIONES EN EL DISEÑO DE SISTEMAS DE TRANSPORTE DE

FLUIDOS. 3.6 MATERIALES, FABRICACIÓN, SELECCIÓN Y CONTROL DE CALIDAD 3.7 DISEÑO DE REDES DE SERVICIOS AUXILIARES.

6 UNIDAD X. SISTEMAS DE SEGURIDAD. 10.1 TIPOS DE SISTEMAS DE SEGURIDAD. 10.2 COMPONENTES DE LOS SISTEMAS DE SEGURIDAD: VÁVULAS DE SEGURIDAD,

DISCOS DE RUPTURA, QUEMADORES, SEPARADORES. 4 UNIDAD IV. ESTIMACIÓN DEL CONSUMO DE SERVICIOS AUXILIARES.

4.1 DOCUMENTACIÓN BÁSICA E INTERRELACIONES 4.2 DIAGRAMAS DE BALENACE Y ESTIMACIÓN DE COSTOS DE UN

SERVICIO

6 UNIDAD X1. CICLOS DE REFRIGERACIÓN. 11.1 TIPOS DE PROCESOS DE REFRIGERACIÓN. 11.2 CICLO DE CARNOT Y DIAGRAMAS DE MOLLIERE 11.3 TIPOS DE REFRIGERACIÓN. REFRIGERANTE Y SUS CARACTERÍSTICAS. 11.4 SELECCIÓN DE EQUIPO.

8 UNIDAD V. AGUA 5.1 FUENTES DE SUMINISTRO. CLASIFICACIÓN 5.2 ANÁLISIS DE AGUA E IMPUREZAS. CLASIFICACIÓN. ABLANDAMIENTO,

FILTRACIÓN, ADSORCIÓN, DESMINERALIZACIÓN, POTABILIZACIÓN. 5.3 AGUA DE PROCESO 5.4 AGUA DE ENFRIAMIENTO. 5.5 AGUA DE SERVICIO Y DE ALIMENTACIÓN A CALDERAS 5.6 DISGRAMAS DE TUBERÍA E INSTRUMENTACIÓN.

4 UNIDAD XII. TRATAMIENTO DE EFLUENTES. 12.1 LEGISLACIÓN SOBRE CONTAMINACIÓN AMBIENTAL 12.2 TIPOS DE TRATAMIENTO. CLASIFICACIÓN. 12.3 SISTEMAS DE TRATAMIENTO. EQUIPOS, INSTRUMENTACIÓN.

8 UNIDAD VI. VAPOR 6.1 SISTEMAS DE GENERACIÓN DE VAPOR. DESCRIPCIÓN

TERMODINÁMICA. CLASIFICACIÓN. GENERADOR DE VAPOR, PRECALENTADOR, ECONOMIZADOR, SOBRECALENTADOR, DESOBRECALENTADOR, DEAEREADOR, BOMBA DE ALIMENTACIÓN.

6.2 DIAGRAMA DE TUBERÍA E INSTRUMENTACIÓN. TUBERÍAS, EYECTORES, DEAERERADORES, TRAMPAS DE VAPOR. CÁLCULO DE CABEZALES.

UNIDAD XIII. ALMACENAMIENTO. 13.1 SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO. CLASIFICACIÓN. 13.2 ACCESORIOS. 13.3 DTI´s


EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN DE LOS TEMAS DEL CURSO. TRABAJO EN EQUIPO. PROYECCIÓN DE DIAPOSITIVAS O PELÍCULAS DE TEMAS RELACIONADOS CON EL CURSO. VISITA A INSTALACIONES INDUSTRIALES. DESARROLLAR TRABAJOS A LARGO PLAZO CON EL FIN DE INTEGRAR LOS CONOCIMIENTOS ADQUIRIDOS DURANTE EL CURSO, POR EJEMPLO, UN PROYECTO DEL

DIMENSIONAMIENTO DE TODOS LOS SERVICIOS AUXILIARES DE UNA PLANTA PETROQUÍMICA O DE REFINACIÓN. ASESORADO POR EL PROFESOR. EVALUACIÓN:

PARTICIPACIONES EN CLASE. PROYECTO DEL DIMENSIONAMIENTO Y ELABORACIÓN DE LOS DOCUMENTOS DE INGENIERÍA BÁSICA PARA UNA UNIDAD DE SERVIXIOS AUXILIARES. EXÁMENES PARCIALES:



LUDWIG. APPLIED PROCESS DESIGN FOR CHEMICAL AND PETROCHEMICAL PLANTS. GULF PUBLISHING, CO. NEW YORK, 1983 RASE & BARROW INGENIERÍA DE PROYECTO PARA PLANTAS DE PROCESO. EDITORIAL CONTINENTAL. MÉXICO, 1988 PERRY, ROBERT H.; GREEN, DON W.; MALONEY, J.O. MANUAL DEL INGENIERO QUÍMICO. 6ª EDICIÓN. McGRAW-HILL. MÉXICO, 1992 BIEGLER, LORENZ; GROSMANN, IGNACIO E; WESTERBERG, ARTHUR W. SYSTEMATIC METHODS FOR CHEMICAL PROCESS DESIGN PRENTICE HALL. 1997 BROWNELL, S. YOUNG. PROCESS EQUIPMENT DESIGN. JOHN WILEY AND SONS. NEW YORK, 1959 TURTON, RICHARD; BAILIE, RICHARD C.; WHITING, WALLACE B. & SHAEIWITE, JOSEPH A. ANÁLISIS, SÍNTESIS AND DESIGN OF CHEMICAL PROCESSES. McGRAW-HILL, NEW YOR, 1993

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA. HIMMELBLAU, D.M. & BISCHOFF, K.B.. PROCESS ANALYSIS AND SIMULATION. PRENTICE HALL, USA, 1990 JORDAN, G.D.. CHEMICAL PROCESS DEVELOPMENT. INTERSCIENCE PUBLISHERS, NEW YORK, 1979

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA

PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: LABORATORIO EXPERIMENTAL MULTIDISCIPLINARIO VI DEL OCTAVO SEMESTRE DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 4 (4 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 4 CLAVE: 1862 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA. SECCIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA CAMPO : PROFESIONAL. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO-PRÁCTICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA ASIGNATURA PRECEDENTE: LEM V ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN. EN EL DISEÑO Y OPERACIÓN DE REACTORES QUÍMICOS, EL INGENIERO DEBE APLICAR SUS CONOCIMIENTOS DE TERMODINÁMICA, CINÉTICA QUÍMICA, OPERACIONES DE TRANSFERENCIA DE CALOR, TRANSFERENCIA DE MASA, FLUJO DE FLUIDOS, ETC. ESTE LABORATORIO MULTIDISCIPLINARIO VI, LE PERMITIRÁ AL ESTUDIANTE APLICAR SUS CONOCIMIENTOS Y FAMILIARIZARSE CON EL DISEÑO Y OPERACIÓN DE REACTORES DE PROCESAMIENTO POR LOTES Y CONTINUOS. EXPERIENCIA QUE LE SERÁ DE GRAN VALOR EN SU EJERCICIO PROFESIONAL.


APLICAR LOS PRINCIPIOS TEÓRICOS DE LOS REACTORES QUÍMICOS HOMOGÉNEOS Y HETEROGÉNEOS EN LOS EQUIPOS DEL LABORATORIO EXPERIMENTAL MULTIDISCIPLINARIO DESTINADOS A ELLO.



UNIDAD I. PRINCIPIOS GENERALES DEL DISEÑO Y OPERACIÓN DE REACTORES: IDENTIFICAR LAS VARIABLES A CONTROLAR EN REACTORES QUÍMICOS HOMOGÉNEOS Y HETEROGÉNEOS Y ESPECIFICAR LOS INSTRUEMENTOS DE MEDICIÓN MÁS ADECUADOS.

UNIDAD II. REACTORES HOMOGÉNEOS: APLICAR LAS BASES DE OPERACIÓN DE LOS REACTORES HOMOGÉNEOS UNIDAD III. REACTORES HETEROGÉNEOS: APLICAR LAS BASES DE OPERACIÓN DE LOS REACTORES HETEROGÉNEOS. UNIDAD IV. PROYECTO: DESARROLLAR PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN REALCIONADOS CON LA INGENIERÍA DE LA CINÉTICA

QUÍMICA Y DISEÑO DE REACTORES.



12 UNIDAD I. PRINCIPIOS GENERALES DELA OPERACIÓN Y DISEÑO DE REACTORES QUÍMICOS

12 UNIDAD III. REACTORES HETEROGÉNEOS

12 UNIDAD II. REACTORES HOMOGÉNEOS

12 UNIDAD IV. PROYECTO : PROYECTO


36. PRESENTACIÓN: A) EL LABORATORIO EXPERIMENTAL MULTIDSCIPLINARIO VI RABAJARÁ CON PROYECTOS CORTOS DISTRIBUIDOS A LO LARGO DE UN PERIODO DE 16 SEMANAS.




42. PROYECTO: SE SOLICITARÁ AL ALUMNO QUE ADEMÁS DE LAS PRÁCTICAS ESATABLECIDAS, ELABORE UN PROYECTO DE INVESTIGACIÓN PARA SU CURSO DE LEM VI, EL CUAL DEBERÁ CONTENER:


EVALUACIÓN:




LEVENSPIEL, OCTAVE. INGENIERÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS. REVERTÉ. BARCELONA, ESPAÑA, 1976 SMITH, J. M. INGENIERÍA DE LA CINÉTICA QUÍMICA CECSA, 1995 CARBERRY, JAMES. INGENIERÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS CATALÍTICAS. ED. GÉMINIS, BUENOS AIRES, 1980 RUTHERFORD, ARIS. ANÁLISIS DE REACTORES. ED. ALHAMBRA. MADRID, ESPAÑA, 1973 FROMENT, G.F. & BISCHOFF, K.B. CHEMICAL, REACTOR ANALYSIS AND DESIGN.. JOHN WILEY & SONS, NEW YORK, 1990 WESTERTERP, K.R. & BEENACHERS, W.P.M. CHEMICAL REACTOR DESIGN AND OPERATION. JOHN WILEY & SONS, NEW YORK, 1987. FOGLER, SCOTT.. ELEMENTS OF CHEMICAL REACTION ENGINEERING. PRENTICE HALL, NEW YORK, 1998 BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: REVISTAS:

CHEMICAL ENGINEERING CHEMICAL ENGINEERING PROGRESS AICHE JOURNAL IEC FUNDAMENTALS IEC PROCESS DESIGN AND DEVELOPMENT HYDROCARBON PROCESSING CHEMICAL AND PROCESS ENGINEERING REVISTA DEL IMIQ

NOVENO SEMESTRE


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: INGENIERÍA DE PROYECTOS DEL NOVENO SEMESTRE . DE LA CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 4 (2 TEÓRICAS/2 TALLER) CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1942 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA. SECCIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA CAMPO : PROFESIONAL. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO-PRÁCTICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA (SERIACIÓN POR BLOQUES. HABER ACREDITADO EL 80% DE LOS CRÉDITOS DE LOS SEIS PRIMEROS SEMESTRES) ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN. UNA DE LAS ACTIVIDADES MÁS IMPORTANTES DEL INGENIERO QUÍMICO ES EL DISEÑO DE PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES. LA INFORMACIÓN DE DICHO DISEÑO SE ESPECIFICA MÁS CLARAMENTE EN LOS DOCUMENTOS DE INGENIERÍA BÁSICA. EL DIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESO CONTIENE LA INFORMACIÓN REFERENTE A LA FILOSOFÍA DE CONTROL DE LAS VARIABLES DE PROCESO, LOS BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA Y LA SECUENCIA DEL PROCESAMIENTO. EN EL DIAGRAMA DE TUBERÍAS E INSTRUMENTACIÓN SE ESPECIFICAN DE MANERA GRÁFICA, LA FORMA EN QUE ACTÚAN LAS VÁLVULAS DE CONTROL CONECTADAS A INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN E INTERRUPTORES ELÉCTRICOS, ASÍ COMO LOS ACCESORIOS E INSTRUMENTOS DE MONITOREO. EN EL PLANO DE LOCALIZACIÓN GENERAL DE EQUIPO SE DESCRIBE LA DISTRIBUCIÓN FÍSICA DE LOS EQUIPOS EN LA PLANTA. EN EL DIAGRAMA DE SERVICIOS AUXILIARES SE ESPECIFICAN LOS FLUJOS DE CADA UNO DE LOS SERVICIOS AUXILIARES CON LOS QUE OPERA LA PLANTA, DETALLANDO TAMBIÉN LAS CONDICIONES DE SALIDA EN LÍMITES DE BATERÍA. MIENTRAS QUE EN LAS HOJAS DE ESPECIFICACIÓN DE EQUIPO SE DETALLAN LAS DIMENSIONES GEOMÉTRICAS DE LOS EQUIPOS INDUSTRIALES, ASÍ COMO LAS CONDICIONES DE OPERACIÓN Y LAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE LOS ACCESORIOS. EN ESTE CURSO EL ALUMNO APRENDERÁ A ELABORAR DICHOS DOCUMENTOS DE INGENIERÍA BÁSICA Y A INTERPRETAR ALGUNOS DOCUMENTOS DE INGENIERÍA DE DETALLE.


AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: REALIZAR UN ANÁLISIS CUANTITATIVO DE LAS CONDICIONES DE OPERACIÓN Y APLICAR LA FILOSOFÍA DE CONTROL DE LAS VARIABLES DE PROCESO CON EL FIN DE ELABORAR LOS DOCUMENTOS DE INGENIERÍA BÁSICA PARA PROYECTOS DE PLANTAS INDUSTRIALES DE LA INDUSTRIA QUÍMICA O PETROQUÍMICA. P R O G R A M A : No. de HORAS TEMA: REFERENCIA

BIBLIOGRÁFICA AL FINALIZAR LA UNIDAD EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE:

4 UNIDAD I. INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA DE PROYECTOS Y DOCUMENTOS DE INGENIERÍA BÁSICA. 1.28 INGENIERÍA DE PROYECTOS 1.29 BASES DE DISEÑO PARA UN PROCESO 1.30 DOCUMENTOS DE INGENIERÍA BÁSICA 1.31 ALCANCES DE LA INGENIERÍA BÁSICA.

DESCRIBIR LOS ASPECTOS FUNDAMENTALES DE LA INGENIERÍA DE PROYECTOS DE PLANTAS INDUSTRIALES.

EXPLICAR EL CONCEPTO DE INGENIERÍA BÁSICA Y DAR UN LISTADO DE LOS DOCUMENTOS DE INGENIERÍA BÁSICA, ESPECIFICANDO LA INFORMACIÓN CONTENIDA EN CADA UNO DE ELLOS.

EXPLICAR LOS ALCANCES Y LIMITACIONES DE LOS DOCUMENTOS DE INGENIERÍA BÁSICA.

EXPLICAR EL CONCEPTO DE INGENIE´RÍA DE DETALLE Y ESPECIFICAR LOS DOCUMENTOS QUE LA CONFORMAN

20 UNIDAD II. DIAGRAMAS BÁSICOS. 2.29 DIAGRAMA DE BLOQUES 2.30 DIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESO 2.31 DIAGRAMA DE BALANCE DE SERVICIOS AUXILIARES.

UTILIZAR SUS CONOCIMIENTOS DE BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA PARA ELABORAR LOS DIAGRAMAS DE BLOQUE, DE FLUJO DE PROCESO Y DE BALANCE DE SERVICIOS AUXILIARES.

20 UNIDAD III. EQUIPO 3.8 LISTA DE EQUIPOS DE PROCESO, DE SERVICIO Y ELECTRÓNICO. 3.9 PLANO DE LOCALIZACIÓN. 3.10 CÁLCULO Y ESPECIFICACIONES DEL EQUIPO DE PROCESO.

UTILIZAR SUS CONOCIMIENTOS DE DISEÑO DE EQUIPO PARA LLEVAR A CABO LOS CÁLCULOS DEL DIMENSIONAMIENTO DE LOS EQUIPOS INDUSTRIALES PARA UN PROCESO EN PARTICULAR Y ELABORAR LAS HOJAS DE ESPECIFICACIÓN DE DATOS.

UTILIZAR LA FILOSOFÍA DE UBICACIÓN DE EQUIPOS Y LAS NORMAS EN CUANTO A DISTANCIAS DE SEPARACIÓN PARA ELABORAR LOS PLANOS DE LOCALIZACIÓN PARA UN PROCESO ESPECÍFICO.

20 UNIDAD IV. FILOSOFÍA DE CONTROL BÁSICO DE PROCESOS. 4.3 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL BÁSICO DE PROCESOS 4.4 DIAGRAMA DE TUBERÍA E INSTRUMENTACIÓN. 4.5 TÉCNICAS BÁSICAS DE PROGRAMACIÓN Y CONTROL DE PROCESOS. 4.6 TRATAMIENTO.

UTILIZAR LA FILOSOFÍA DE CONTROL PARA ESPECIFICAR LOS SISTEMAS DE CONTROL DE VARIABLES DE PROCESO Y CONDTRUIR LOS DIAGRAMAS DE TUBERÍA E INSTRUMENTACIÓN

UTILIZAR TÉCNICAS BÁSICAS DE PROGRAMACIÓN Y CONTROL DE PROCESOS.


EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN DE LOS TEMAS DEL CURSO. TRABAJO EN EQUIPO. DESARROLLAR TRABAJOS A LARGO PLAZO CON EL FIN DE INTEGRAR LOS CONOCIMIENTOS ADQUIRIDOS DURANTE EL CURSO Y CONSTRUIR LOS DOCUMENTOS DE

INGENIERÍA BÁSICA PARA UN PROCESO EN PARTICULAR. ASESORADO POR EL PROFESOR. EVALUACIÓN:

PARTICIPACIONES EN CLASE. PRESENTACIÓN DE DOCUMENTOS DE INGENIERÍA BÁSICA.. EXÁMENES PARCIALES:

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: SERIACIÓN POR BLOQUES. EL ALUMNO DEBE HABER APROBADO POR LO MENOS EL 80% DE LAS ASIGNATURAS DE LOS 6 PRIMEROS SEMESTRES.

PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: INGENIERO QUÍMICO. BIBLIOFRAFÍA BÁSICA ANDERSON, NORMAN A. INSTRUMENTATION FOR PROCESS MEASUREMENTS AND CONTROL. CRC PRESS, NEW YORK, 1997 BAGAJEWICZ, MIGUEL J. PROCESS PLAN INSTRUMENTATION CRC PRESS. NEW YORK, 2000 BOLTON, W. INDUSTRIAL, CONTROL AND INSTRUMENTATION. ADDISON WESLEY. NEW YORK, 1991 BRANAN, C. RULES OF THUMB FOR CHEMICAL ENGINEERS GULF PUBLISHING CO. HOUSTON, USA, 1994 CAVASENO, R. PROCESS TECHNOLOGY AND FLOWSHEETS GORDON & BREACH SCIENCE PUB. AMSTERDAM, 1983 HOUSE, F.F. AN ENGINEERS GUIDE TO PROCESS PLANT LAYOUT. CHEM. ENG. NEW YORK, 28 (120-128), 1968 LIPTAK, BÉLA G. INSTRUMENT ENGINEERS’S HANDBOOK VOL 2. CONTROL. CRC PRESS. NEW YORK, USA, 1995 LUDWIG APPLIED PROCESS DESIGN FOR CHEMICAL AND PETROCHEMICAL PLANTS. GULF PUBLISHING CO. NEW YORK, 1983 MECKLENBURGH, J.C. PROCESS PLANT LAYOUT HALSTEAD PRESS. NEW YORK, USA, 1986 MIZRAHI, JOSEPH DEVELOPING AN INDUSTRIAL CHEMICAL PROCESS CRC PRESS. NEW YORK, USA, 2002

RAY, MARTIN S. & SNEESBY, MARTIN G. CHEMICAL ENGINEERING DESIGN PROJECT 2nd EDITION GORDON AND BREACH SCIENCE PUB. CO. AMSTERDAM, HOLLAND, 1998 SMITH, ROBERT CHEMICAL PROCESS DESIGN. Mc GRAW HILL INC. NEW YORK, 1995 ULRICH, G.D. FLOWSHEET PREPARATION GORDON AND BREACH SCIENCE PUB. CO. AMSTERDAM, HOLLAND, 1989 SAPAG CHAIN, NASSIR & SAPAG CHAIN, REINALDO PREPARACIÓN Y EVALUACIÓN DE PROYECTOS Mc GRAW HILL. MÉXICO, 1989

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA BIEGLER, LORENZ; GROSMANN, IGNACIO E; WESTERBERG, ARTHUR W. SYSTEMATIC METHODS FOR CHEMICAL PROCESS DESIGN PRENTICE HALL. 1997 BROWNELL, S. YOUNG PROCESS EQUIPMENT DESIGN JOHN WILEY AND SONS. NEW YORK, 1959 RASE & BARROW INGENIERÍA DE PROYECTO PARA PLANTAS DE PROCESO EDITORIAL CONTINENTAL. MÉXICO, 1988 TURTON, RICHARD; BAILIE, RICHARD C.; WHITING, WALLACE B. & SHAEIWITE, JOSEPH A. ANALYSIS, SYNTHESIS AND DESIGN OF CHEMICAL PROCESSES McGRAW-HILL, NEW YOR, 1993


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: DINÁMICA Y CONTROL DE PROCESOS DEL NOVENO SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 4 (4 TEÓRICAS) CRÉDITOS : 8 CLAVE: 1940 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA. SECCIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA CAMPO : PROFESIONAL. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA (SERIACIÓN POR BLOQUES, EL ALUMNO DEBERÁ HABER APROBADO EL 80% DE LOS CRÉDITOS DE LOS SEIS PRIMEROS SEMESTRES) ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN. EL CONTROL DE LAS VARIABLES DE PROCESO EN UN PLANTA QUÍMICA INDUSTRIAL ES DE VITAL IMPORTANCIA PARA UNA OPERACIÓN SEGURA Y EFICIENTE QUE DÉ COMO RESULTADOS LOS PRODUCTOS EN LA CALIDAD Y CANTIDAD DESEADA, ASÍ COMO EN EL TIEMPO PROGRAMADO. PARA PODER CONTROLAR UNA VARIABLE ES IMPORTANTE CONOCER LA DINÁMICA DEL SISTEMA, ES DECIR, LAS VARIACIONES TEMPORALES DE LAS VARIABLES DE PROCESO. COMO EN UN PROCESO INDUSTRIAL OCURREN PRINCIPALMENTE VARIACIONES ALEATORIAS, ES NECESARIO TENER UN SISTEMA DE CONTROL AUTOMÁTICO EFICIENTE QUE PERMITA MINIMIZAR LOS EFECTOS DE DICHAS VARIACIONES Y REGRESAR LA VARIABLE CONTROLADA A SU VALOR DE DISEÑO. ACTUALMENTE SE TIENEN EN EL MERCADO SISTEMAS DE CONTROL ASISTIDOS POR COMPUTADORA (PLC), Y SE ENCUENTRAN EN PLENO REEMPLAZO DE LOS TRADICIONALES SISTEMAS ELECTRONEUMÁTICOS. SIN EMBARGO, EN CUALQUIERA DE LOS DIFERENTES SISTEMAS DE CONTROL, ES NECESARIO CONOCER SU DINÁMICA. PARA ELLO SE REQUIERE ANALIZAR LAS VARIACIONES DE LA VARIABLE A CONTROLAR EN EL ESPACIO DE TIEMPO O DE FOURIER O DE LAPLACE, Y EN FUNCIÓN DE LA FORMA DE LA FUNCIÓN DE RESPUESTA, ESTABLECER EL MECANISMO POR EL QUE SE RECUPERARÁN LAS CONDICIONES DE OPERACIÓN DE DISEÑO EN TODA LA PLANTA. EN ESTE CURSO SE ESTUDIAN LOS MÉTODOS DE CONTROL DE LAS VARIABLES DE PROCESO PARA PLANTAS QUÍMICAS INDUSTRIALES, UTILIZANDO LOS DIFERENTES TRATAMIENTOS MATEMÁTICOS, QUE QUEDAN DEFINIDOS POR LA DINÁMICA DEL SISTEMA.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO. AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: ESPECIFICAR LA DINÁMICA DEL CONTROL DE LAS VARIABLES DE PROCESO, UTILIZANDO LA FORMULACIÓN DE LAS VARIACIONES DE LAS VARIABLES A CONTROLAR EN EL ESPACIO DE TIEMPO O EN EL ESPACIO DE FRECUENCIAS O EN EL ESPACIO DE LAPLACE, PARA ESPECIFICAR EL TIPO DE CONTROL MÁS ADECUADO, ENTRE EL CONTROL PROPORCIONAL, EL DIFERENCIAL, EL PROPORCIONAL DIFERENCIAL O EL INTEGRAL. CON DICHO ANÁLISIS MATEMÁTICO TENDRÁ LA POSIBILIDAD DE DISEÑAR EL SISTEMA DE CONTROL MÁS ADECUADO PARA CUALQUIER APLICACIÓN ESPECÍFICA DE LA INGENIERÍA QUÍMICA. P R O G R A M A : No. de HORAS TEMA: AL FINALIZAR LA UNIDAD EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: NÚMERO

DE HORAS 12 UNIDAD I. MODELOS

1.32 MODELACIÓN MATEMÁTICA EN INGENIERÍA QUÍMICA. 1.33 TIPOS DE MODELOS 1.34 TÉCNICAS DE MODELACIÓN 1.35 EJEMPLOS DE MODELOS MATEMÁTICOS DE LA INGENIERÍA

QUÍMICA

UNIDAD IV. ANÁLISIS DEL CONTROL EN EL ESPACIO DE TIEMPO. 4.1 DINÁMICA EN EL DOMINIO DE TIEMPO 4.2 CLASIFICACIÓN Y DEFINICIÓN 4.3 LINEALIZACIÓN Y VARIABLES DE PERTURBACIÓN 4.4 RESPUESTA DE SISTEMAS LINEALES SIMPLES 4.5 TÉCNICAS PARA ESTADO ESTACIONARIO 4.6 SISTEMAS DE CONTROL CONVECIONALES Y HARDWARE 4.7 SISTEMAS DE CONTROL AVANZADOS

12

12 UNIDAD II. SISTEMAS. 2.32 DINÁMICA DE SISTEMAS 2.33 SISTEMAS LINEALES 2.34 TIPOS DE RESPUESTA 2.35 FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA 2.36 CRITERIOS DE ESTABILIDAD

UNIDAD V. ANÁLISIS DEL CONTROL EN EL ESPACIO DE LAPLACE 5.1 DINÁMICA EN EL DOMINIO DE LAPLACE 5.2 ANÁLISIS EN EL DOMINIO DE LAPLACE DE SISTEMAS CONVENCIONALES DE

CONTROL POR RETROALIMENTACIÓN 5.3 ANÁLISIS EN EL DOMINIO DE LAPLACE DE SISTEMAS DE CONTROL

AVANZADOS

12

4 UNIDAD III. CONTROL 3.11 TIPOS DE CONTROL. 3.12 ELEMENTOS DE LA TEORÍA DE CONTROL. 3.13 CONTROLADORES IDEALES Y REALES. 3.14 CONTROL Y ESTABILIDAD DE PROCESOS CON TRANSFERENCIA

DE ENERGÍA TÉRMICA 3.15 CONTROL Y ESTABILIDAD DE PROCESOS CON TRANSFERENCIA

DE MASA.

UNIDAD VI. ANÁLISIS DEL CONTROL EN EL ESPACIO DE FOURIER. 6.1 DINÁMICA Y CONTROL EN EL DOMINIO DE FRECUENCIAS 6.2 ANÁLISIS EN EL DOMINIO DE FRECUENCIAS DE SISTEMAS DE LOOP

CERRADO 6.3 IDENTIFICACIÓN DE PROCESO 6.4 PROCESOS MULTIVARIABLES 6.5 ANÁLISIS DE SISTEMAS MULTIVARIABLES.

12


EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN DE LOS TEMAS DEL CURSO. TRABAJO EN EQUIPO.

EVALUACIÓN:

PARTICIPACIONES EN CLASE. SERIES DE PROBLEMAS Y CUESTIONARIOS

EXÁMENES PARCIALES Y FINALES REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: SERIACIÓN POR BLOQUES. EL ALUMNO DEBE HABER APROBADO POR LO MENOS EL 80% DE LAS ASIGNATURAS DE LOS 6 PRIMEROS SEMESTRES. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: INGENIERO QUÍMICO.


LUYBEN, WILLIAM L. PROCESS MODELING , SIMULATION AND CONTROL FOR CHEMICAL ENGINEERS McGRAW HILL. N.Y. 1990 NAJIM, KADDOUR. PROCESS MODELING AND CONTROL IN CHEMICAL INDUSTRIES. MARCEL DEKKER. NEW YORK, USA. 1994 OLLERO DE CASTRO, PEDRO & FERNÁNDEZ CAMACHO EDUARDO. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN DE PROCESOS QUÍMICOS. EDITORIAL SÍNTESIS. MADRID, 1977

EBONINI, UMEZ DINÁMICA DE SISTEMAS Y CONTROL. JOHN WILEY AND SONS, 1989 PHILIP, THOMAS SIMULATIONS OF INDUSTRIAL CHEMICAL PROCESSES FOR CONTROL ENGINEERS. BUTTERWORTH-HEINEMANN. OXFORD, USA, 1994 CHOPEY, N.P. INSTRUMENTATION AND PROCESS CONTROL. REPRINTS OF PAPERS FROM CHEMICAL ENGINEERING. MC GRAW HILL. NEW YORK, USA, 1995

BOLTON, W INDUSTRIAL CONTROL AND INSTRUMENTATION ADDISON WESLEY. NEW YORK, USA, 1991 BEQUETTE, WAYNE B. PROCESS DYNAMICS: MODELING, ANALYSIS AND SIMULATION. PRENTICE HALL. NEW JERSEY, USA, 1998 HUSSAIN, A. CHEMICAL PROCESS SIMULATION. HALSTEAD PRESS. NEW YORK, 1986

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA RAMAN, R. CHEMICAL PROCESS COMPUTATION. ELSEVIER. NEW YORK, 1985

VARMA, ARVIND MATHEMATICAL METHODS IN CHEMICAL ENGINEERING OXFORD UNIVERSITY PRESS. NEW YORK, USA, 1997

SCOTT, D. AND CRAWLEY, F. PROCESS PLANT DESIGN AND OPERATION. MC GRAW HILL. NEW YORK, USA, 1995


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: EVALUACIÓN DE PROYECTOS DEL NOVENO SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 3 (1 TEÓRICAS / 2 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 4 CLAVE: 1941 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA. SECCIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA CAMPO : COMPLEMENTARIO. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO-PRÁCTICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OBLIGATORIA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA (SERIACIÓN POR BLOQUES, EL ALUMNO DEBERÁ HABER APROBADO EL 80% DE LOS CRÉDITOS DE LOS SEIS PRIMEROS SEMESTRES) ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN UNA VEZ QUE SE HA DESARROLLADO LA TECNOLOGÍA PARA UN PROCESO INDUSTRIAL Y QUE SE HA DECIDIDO INSTALAR UNA PLANTA, ES CONVENIENTE HACER UN ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA Y AMBIENTAL, ELABORAR UN PLAN DE INVERSIÓN Y CALCULAR LOS INDICADORES DE RENTABILIDAD, PARA CONCOCER LA VIABILIDAD ECONÓMICA Y FINANCIERA DEL PROYECTO, CUIDANDO ADEMÁS DE NO DAÑAR EL ECOSISTEMA, RESPETANDO LAS NORMAS DE PROTECCIÓN AMBIENTAL. EN ESTE CURSO SE BRINDA AL ESTUDIANTE LA OPORTUNIDAD DE CONOCER Y APLICAR LAS TÉCNICAS PARA LLEVAR A CABO LA EVALUACIÓN DE UN PROYECTO PARA LA INSTALACIÓN Y OPERACIÓN DE UNA PLANTA QUÍMICA INDUSTRIAL, LO CUAL LE SERÁ DE GRAN UTILIDAD EN SU DESARROLLO PROFESIONAL.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO. AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE: DETERMINAR LA VIABILIDAD ECONÓMICA Y FINANCIERA DE LOS PROYECTOS DE INVERSIÓN, EN PARTICULAR APLICADO A PLANTAS QUÍMICAS INDUSTRIALES.



12 UNIDAD I. ETAPAS Y NIVELES DE PROYECTOS. 1.36 PERFIL DE PROYECTO 1.37 ANTEPROYECTO 1.38 DIMENSIÓN Y UBICACIÓN DE LOS PROYECTOS.

12 UNIDAD IV. ELABORACIÓN DE UN PROYECTO DE INVERSIÓN. 4.1 UBICACIÓN EN EL CONTEXTO DE LA INDUSTRIA 4.2 FORMULACIÓN DEL PROYECTO 4.3 EVALUACIÓN EX – ANTE 4.4 EVALUACIÓN EX – POST 4.5 PRESENTACIÓN DE UN PROYECTO DE INVERSIÓN.

9 UNIDAD II. ESTRUCTURA DE LOS PROYECTOS DE INVERSIÓN. 2.37 RESUMEN EJECUTIVO 2.38 ESTUDIO DE MERCADO 2.39 ESTUDIO TÉCNICO O INGENIERÍA DEL PROYECTO 2.40 EVALUACIÓN FINANCIERA 2.41 EVALUACIÓN ECONÓMICA 2.42 EVALUACIÓN SOCIAL 2.43 EVALUACIÓN TÉCNICA

12 UNIDAD V. NORMAS DE PROTECCIÓN AMBIENTAL. 5.1 GENERALIDADES SOBRE CONTAMINACIÓN DEL AIRE. 5.2 GENERALIDADES SOBRE CONTAMINACIÓN DEL AGUA 5.3 GENERALIDADES SOBRE CONTAMINACIÓN DEL SUELO 5.4 NORMAS 5.5 AUDITORÍAS 5.6 CONTROL DE EFLUENTES 5.7 COSTO DE SISTEMAS DE CONTROL AMBIENTAL 5.8 BENEFICIOS.

9 UNIDAD III. CÁLCULO DE LOS INDICADORES DE RENTABILIDAD 3.16 RELACIÓN COSTO/BENEFICIO 3.17 TASA INTERNA DE RETORNO 3.18 PERIODO DE RECUPERACIÓN DE LA INVERSIÓN. 3.19 PUNTO DE EQUILIBRIO. 3.20 ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD


EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN DE LOS TEMAS DEL CURSO, AUXILIADA CON MATERIAL AUDIOVISUAL QUE PERMITA EL DIÁLOGO.

TRABAJO EN EQUIPO.

EVALUACIÓN: PARTICIPACIONES EN CLASE. TAREAS. CUESTIONARIOS. EXÁMENES PARCIALES.



BACA URBINA. EVALUACIÓN DE PROYECTOS DE INVERSIÓN. McGRAW HILL. MÉXICO, 1999 COSS BU, RAÚL. ANÁLISIS Y EVALUACIÓN DE PROYECTOS DE INVERSIÓN . LIMUSA. MÉXICO, 2000 EROSSA, VICTORIA EUGENIA. PROYECTOS DE INVERSIÓN EN INGENIERÍA. LIMUSA, MÉXICO, 1999 DECELIS, RAFAEL. CREATIVIDAD PARA EL DESARROLLO. MÉXICO PAÍS LÍDER AÑO 2000. EDITORIAL COSTA. MÉXICO, 2000 MONTAÑO, AGUSTÍN . INTRODUCCIÓN AL MÉTODO DEL CAMINO CRÍTICO. TRILLAS. MÉXICO, 2000 CANADA, JOHN R. & SULLIVAN, WILLIAM G. ANÁLISIS DE LA INVERSIÓN DE CAPITAL PARA INGENIERÍA Y ADMINISTRACIÓN. PRENTICE HALL. MÉXICO, 1997 SAPAG CHAIN, NASSIR. EVALUACIÓN DE LAS INVERSIONES EN LA EMPRESA. PEARSON EDUCATION 2002 THUESEN, H.G.; FABRICKY, W.J. & THUESEN, G. J.. INGENIERÍA ECONÓMICA PRENTICE HALL. MÉXICO, 1987 ECKENFELDER, W.W. RESIDUOS Y MATERIALES PELIGROSOS.. Mc GRAW HILL, USA, 1992 WILLIAM FRICK AND THOMAS F.P. SULLIVAN. ENVIROMENTAL REGULATORY GLOSSARY. GOVERNMENT INSTITUTES. MARYLAND, USA, 1990 GORDON ARBUCKLE , ET AL. ENVIRONMENT LAW HANDBOOK. GOVERNMENT INSTITUTE. MARYLAND, USA, 1998 PAGE, A.L. ET AL. METHODS OF SOILS ANÁLISIS 2nd EDITION. AMERICAN SOCIETY OF AGRONOMY. MADISON, WISCONSIN, 1992 PURVES D. ELEMENT CONTAMINATION OF AN ENVIRONMENT. ELSEVIER HORTH HOLLAND AND ASSOCIATED BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA:

RASE AND BARROW. INGENIERÍA DE PROYECTOS PARA PLANTAS DE PROCESO. EDITORIAL CONTINENTAL. MÉXICO, 1988 DE LUNA MARTÍNEZ, ANTONIO. PUNTOS CRÍTICOS EN RESULTADOS. TRILLAS. MÉXICO, 1998

ASIGNATURAS OPTATIVAS DE CAMPO COMPLEMENTARIO



PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: BIOINGENIERÍA DEL SÉPTIMO O NOVENO SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 4 (2 TEÓRICAS/2 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1045 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: SECCIÓN DE BIOQUÍMICA GENÉTICA CAMPO : COMPLEMENTARIO. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO-PRÁCTICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA.

INTRODUCCIÓN

México es uno de los países que cuentan con mayores recursos biológicos en nuestro planeta. La flora y fauna son muy variadas, proveyendo de materias primas en cantidad y calidad. La bioingeniería constituye un campo potencial de crecimiento industrial, que requiere de aprovechar tecnológicamente los recursos naturales. Por su formación profesional, el ingeniero químico, es de los profesionistas que más pueden contribuir al aprovechamiento de dichos recursos biológicos. Sus conocimientos sobre termodinámica, fenómenos de transporte, cinética química, catálisis y diseño de reactores, le permite comprender la dinámica de sistemas biológicos y llevar a cabo el diseño de reactores cinético enzimáticos o de biosensores o de sistemas de fermentación o protección bacteriana anticorrosiva, por ejemplo. En este curso, el alumno conocerá las diferentes áreas de la bioingeniería en las que puede desarrollarse.


Reafirmar los conocimientos básicos de Biología y Química que se requieren por parte del estudiante para la comprensión del curso y proporcionarle un panorama general del área de la ingeniería aplicada al aprovechamiento industrial de sistemas biológicos. P R O G R A M A : No. de HORAS

TEMA : No. de HORAS

TEMA: 2 UNIDAD I. INTRODUCCIÓN.

I.1 Bosquejo histórico. I.2 Desarrollo y campo de la Bioquímica y Biotecnología. I.3 Técnicas Bioquímicas y de Protecnología. I.4 Células utilizadas en Protecnología

4 UNIDAD II. ORGANIZACIÓN DE LOS SISTEMAS VIVIENTES. II.1 Virus. II.2 Procariontes y eucariontes. II.3 Especialización celular. II.4 Origen y evolución celular.

4 UNIDAD III. BASES MOLECULARES DE LOS ORGANISMOS VIVOS. III.1 Composición química de la materia viva. III.2 Manejo del pH por los sistemas biológicos III.3 Química biológica III.4 Biomoléculas

6 UNIDAD IV. EL ESCENARIO DE LA ACCIÓN BIOLÓGICA : LA CÉLULA. IV.1 Descubrimiento de la célula. IV.2 Lógica biológica. IV.3 Intercambio celular de materia, energía e información. IV.4 Teoría celular. IV.5 Propiedades celulares. IV.6 Estructura de la célula. IV.7 Función celular. IV.8 Como se estudia la célula. IV.8.1 Microscopio. IV.8.2 Técnicas de citología. IV.8.3 Homogeneización IV.8.4 Centrifugación IV.8.5 Métodos bioquímicos de purificación IV.8.6 Técnicas de detección IV.8.7 Marcaje isotópico IV.8.8 Electroforesis

8 UNIDAD V. QUÍMICA DE LAS BIOMOLÉCULAS V.1 Proteínas. V.1.1 Niveles de estructuración protéica V.1.2 Propiedades de las proteínas V.1.3 Función protéica V.2 Carbohidratos. V.2.1 Propiedades fisicoquímicas V.2.2 Clasificación V.2.3 Utilidad biológica V.3 Lípidos. V.3.1 Propiedades fisicoquímicas V.3.2 Clasificación y generalidades V.3.3 Función biológica

4 UNIDAD X. PANORAMA DEL METABOLISMO X.1 Fuentes de C, O y N. X.2 Los nutrimentos. X.3 Metabolismo basal, energético primario y energético secundario. X.4 Catabolismo, anabolismo y anfibolismo.

6 UNIDAD VI. CINÉTICA ENZIMÁTICA VI.1 Clasificación y nomenclatura. VI.2 Papel termodinámico. VI.3 Especificidad y concepto de sitio activo. VI.4 Activación enzimática. VI.5 Cinética enzimática. Ecuación de Michaelis-Menten. VI.6 Inhibición de enzimas. VI.7 Enzimas reguladoras.

4 UNIDAD XI. DISEÑO Y REGULACIÓN DE LAS VÍAS METABÓLICAS XI.1 Flexibilidad y economía del metabolismo. XI.2 Vía metabólica y encrucijada metabólica. XI.3 Papel central de : fosfoenolpiruvato, acetilcoenzima A, NAD/NADH + H+ y ATP/ADP. XI.4 Niveles de regulación metabólica. XI.5 Comunicación intercelular. XI.6 Señales de transducción. XI.7 Segundos mensajeros.

6 UNIDAD VII. TRANSPORTE DE LOS COMPUESTOS AL INTERIOR Y AL EXTERIOR DE LAS CÉLULAS VII.1 Procesos de transporte de solutos VII.2 Características de los procesos de transporte VII.3 Efecto de los factores ambientales VII.4 Mecanismos moleculares para el transporte de solutos VII.5 Endocitosis VII.6 Factores ambientales VII.7 Respuestas al ambiente

4 UNIDAD XII. METABOLISMO ENERGÉTICO XII.1 Catabolismo y anabolismo de carbohidratos. XII.2 Catabolismo y anabolismo de lípidos. XII.3 Ciclo de Krebs. XII.4 Catabolismo de aminoácidos y ciclo de la urea. XII.5 Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa. XII.6 Fotosíntesis.

4 UNIDAD VIII. FLUJO DE LA INFORMACIÓN BIOLÓGICA VIII.1 Transmisión de la herencia VIII.2 Expresión del material genético VIII.3 Evolución del material hereditario VIII.4 Manipulación Biológica

3 UNIDAD XIII. METABOLISMO NO ENERGÉTICO XIII.1 Metabolitos secundarios XIII.2 Formación de los derivados del ácido mevalónico XIII.3 Biosíntesis de aminoácidos y procesos biosintéticos relacionados XIII.4 Biosíntesis de nucleótidos XIII.5 Rediseño del metabolismo XIII.6 Desviación hacia la producción de metabolitos secundarios en las plantas y microorganismos XIII.7 Biorremediación

4 UNIDAD IX. TERMODINÁMICA BIOLÓGICA IX.1 Energía biológica IX.2 Oxidación biológica IX.3 Manejo de la energía biológica IX.4 Gradiente de protones

5 UNIDAD XIV. MANIPULACIÓN DE ORGANISMOS PARA PROCESOS BIOTECNOLÓGICOS XIV.1 Definiciones y perspectiva histórica XIV.2 Manipulación genética XIV.3 Fermentaciones XIV.4 Cinética de la Ingeniería Bioquímica. Ecuación de velocidad biológica. XIV.5 Reactores que contienen enzimas en solución. XIV.6 Reactores que contienen sistemas enzimáticos inmovilizados. XIV.7 El fermentador de flujo de goteo como ejercicio de diseño. XIV.8 Procesos con flóculos microbianos y films microbianos.

PRÁCTICAS: SE PRETENDE MOTIVAR AL ESTUDIANTE HACIA EL APRENDIZAJE DE ESTA ASIGNATURA MEDIANTE LA REALIZACIÓN DE TRABAJOS EXPERIMENTALES BAJO LA BASE DE UN PROGRAMA DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO QUE CONSISTE EN LA SIGUIENTE SERIE DE EXPERIMENTOS:

1. MICROSCOPÍA. 2. MÉTODOS DE SEPARACIÓN Y PURIFICACIÓN DE BIOMOLÉCULAS. 3. CINÉTICA ENZIMÁTICA. 4. TRANSPORTE CELULAR. 5. TÉCNICAS PARA OBTENCIÓN DE DNA. 6. METABOLISMO. 7. CONTAMINACIÓN AMBIENTAL. 8. FERMENTACIÓN.


EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN DE LOS TEMAS DEL CURSO. USO DE MATERIAL AUDIOVISUAL. EJERCICIOS DIRIGIDOS POR EL PROFESOR.

VISITAS A INDUSTRIAS Y LABORATORIOS DE INVESTIGACIÓN. DISCUSIÓN DE TEMAS PREVIAMENTE SEÑALADOS.

EVALUACIÓN:

o PARTICIPACIÓN DEL ALUMNO EN CLASE. o DISCUSIÓN GRUPAL DE ARTÍCULOS DE DIVULGACIÓN CIENTÍFICA. o SEMINARIOS o EXÁMENES PARCIALES. o TAREAS Y EJERCICIOS o TRABAJO ESCRITO ACERCA DE UN PROYECTO. o DISCUSIÓN FINLA DE INTEGRACIÓN DEL CURSO.

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: NINGUNO PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: QUÍMICOS, QUÍMICOS FARMACÉUTICO-BIÓLOGOS Y CARRERAS AFINES

B I B L I O G R A F Í A BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: Atkinson, B. Reactores Bioquímicos. Reverté. Barcelona. 2000 Baldwin, Thomas; Raushel, Frank M. & Scott, A Ian. Chemical Aspects of Enzyme Biotechnology. Plenum Press. New York, 1990 Bender, M.L. & Brubacher, J.L. Catálisis y Acción Enzimática. Reverté. Barcelona, 1999 Christensen , H. N. & Palmer, G.A. Cinética Enzimática. Reverté, Barcelona, España, 2000 Cook, Paul F. Steady State Enzyme Kinetics. Oxford University Press. New York, USA, 2002 De Robbertis. Biología Celular y Molecular. El Ateneo. México 1994. Di Cera, Enrico. Thermodynamics in Biology. Oxford University Press. N.Y. 2001 Fersht, A. Estructura y Mecanismos de las Enzimas. Reverté. Barcelona, España, 1998. Fish, N. M. : Fox, R. I. & Thornhill, N.F. Computer Applications in Fermentation Technology. Elsevier, Amsterdam, Netherlands, 1989 Harrison, Roger G.; Rudge, Scott & Petrides, Demetri. Bioseparations, Science and Engineering. Oxford University Press. New York, USA, 2002 Kaufman, Peter B. & Waeber, Sara. Natural Products from Plants. CRC Press. New York, 1998 Marten, Mark; Jun Park, Tai & Nagamuni Teruyuki. Advances in Biochemical Production Technologies. Oxford University Press. New York, 2002 Mulchandani, Ashok & Sadik, Omowunmi A. Chemical and Biological Sensors for Environmental Monitoring. Oxford University Press. New York, USA, 2000 Rehm, H.J. & Reed, G. Biotechnology. VCH verlagsgesellschaft. Weinheim, RFA, 1986. 7A. Enzime Technology. 7B. Gene Technology. Scheper, T. (Editor). Advances in Biochemical Engineering and Biotechnology. History of Modern Biotechnology I y II. Springer Verrlag. Berlín. Alemania, 2000 Scheper, T. (Editor). Advances in Biochemical Engineering and Biotechnology. Bioanalysis and Biosensors for Bioprocess Monitoring. Springer Verrlag. Berlín. Alemania, 2000 Scheper, T. (Editor). Advances in Biochemical Engineering and Biotechnology. New Products and New Areas of Bioprocesses Engineering. Springer Verrlag. Berlín. Alemania, 2000 BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: Galindo, Enrique & Ramírez Octavio T. Advances in Process Engineering. Kluwer Academic Publishers. Dordrecht. Alemania, 1994 Jackson, A.T. Process Engineering in Biotechnology. Prentice Hall. New York, 1991


PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: CALIDAD DEL SÉPTIMO O NOVENO SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 3 (3 TEÓRICAS) CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1046 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICAS. SECCIÓN DE SISTEMAS MATEMÁTICOS PROBABILÍSTICOS CAMPO : COMPLEMENTARIO. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA ASIGNATURA PRECEDENTE: PROBABILIDAD Y ESTADÍSTICA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA.

INTRODUCCIÓN.

La implementación de sistemas de calidad en organizaciones empresariales, ya sea en la industria, en la investigación o en la docencia, rinden frutos bastante apreciables que permiten alcanzar los objetivos propuestos en tiempo y forma, y que el profesional de la ingeniería no debe desaprovechar. Este curso introduce a la filosofía de calidad y a los criterios y técnicas que se utilizan para diseñar e implementar un sistema de calidad.


Comprender la importancia de una filosofía de calidad de una cultura que busque productividad y competitividad. Aplicar las técnicas creativo-participativas y las herramientas estadísticas de la calidad en la identificación, selección y aprovechamiento de oportunidades de cambio. Analizar las diferentes metodologías de calidad, sus ventajas y aplicación al contexto nacional, diseñando sistemas de calidad que estimulen y fomenten el desarrollo de modelos propios. P R O G R A M A : No. de HORAS TEMA : No. de

HORAS TEMA:

4 UNIDAD I. INTRODUCCIÓN A UNA FILOSOFÍA DE CALIDAD OBJETIVO : Comprender la importancia de una filosofía de calidad en los valores tecnológicos en una cultura que busque productividad y competitividad a nivel de calidad de vida, industrial y de servicios. CONTENIDO : I.1 Introducción a la calidad I.1.1 Significado de calidad I.2 Importancia y perspectivas de la calidad I.2.1 Importancia de la calidad en la productividad y competitividad nacional e internacional I.3 Factores que determinan la calidad I.3.1 Dimensiones de la calidad I.3.2 Tipos de calidad I.3.3 Costos de calidad I.4 La calidad en los valores tecnológicos I.4.1 El factor humano I.4.2 Precio, oportunidad, calidad, servicio (POCS) I.4.3 Filosofía de calidad de vida

10 UNIDAD II. PROCESO DE SOLUCIÓN Y/O APROVECHAMIENTO DE OPORTUNIDADES DE CAMBIO EN CALIDAD OBJETIVO : Aplicar las técnicas creativas y participativas en la identificación, solución y aprovechamiento de oportunidades de cambio, progreso y desarrollo en sistemas productivos y de servicio, sentando bases para una aplicación cotidiana en el mejoramiento de la calidad de vida. CONTENIDO :II.1 Enfoque de sistemas en la calidad II.2 Proceso para la solución de problemas II.2.1 Identificación y definición de oportunidades de cambio, progreso y desarrollo II.2.2 Análisis causal II.2.3 Establecimiento de objetivos II.2.4 Resolución y ejecución II.2.5 Medición, seguimiento y control II.3 Técnicas básicas para el análisis y/o solución del aprovechamiento de oportunidades II.3.1 Tormenta de ideas II.3.2 Selección de problemas II.3.3 Análisis de causa y efecto (diagrama de ISHIKAWA) II.3.4 Análisis de pareto II.3.5 Técnicas de grupo nominal II.3.8 Análisis del campo de fuerza

12 UNIDAD III. HERRAMIENTAS DE LA CALIDAD OBJETIVO : Aplicar las tecnologías estadísticas de calidad como parte de una metodología cotidiana para el aseguramiento de la calidad. CONTENIDO : III.1 Introducción a la tecnología estadística III.1.1 Distribución de frecuencias (histogramas) III.2 Gráficas X-R III.3 Gráficas P y nP III.4 Gráficas C y U III.5 Muestreo de Aceptación nivel aceptable calidad : Por atributos Por variables III.6 Confiabilidad III.7 La computadora como herramienta de la calidad

10 UNIDAD V. DISEÑO DE SISTEMAS DE CALIDAD OBJETIVO : Diseñar sistemas enfocados a mejorar la calidad de vida y la de los sistemas productivos y de servicio fomentando el desarrollo de modelos propios dentro de la realidad nacional. CONTENIDO : V.1 Estructura organizacional en sistemas productivos o de servicio, dirección de las operaciones, políticas y objetivos V.2 Etapas de la calidad V.2.1 Calidad en el proceso, análisis de insumos y productos o servicios V.2.2 Calidad en el diseño, desarrollo e innovación tecnológica V.2.3 calidad en el producto o servicio terminado, globalización de mercado V.3 Funciones de la calidad V.3.1 Planeación de la calidad, especificaciones, expectativas V.3.2 Información para la calidad, patrones, leyes, normatividad, metrología V.3.4 Aplicación del programa de calidad V.4 Diseño de sistemas de calidad

12 UNIDAD IV. METODOLOGÍAS DE LA CALIDAD OBJETIVO : Analizar en las metodologías en calidad usadas, sus ventajas y su aplicación al contexto nacional CONTENIDO : IV.1 Control total de la calidad IV.2 Aseguramiento de la calidad IV.3 Administración por calidad IV.4 Círculos de calidad y grupo Z IV.5 Ingeniería de calidad IV.5.1 Diseño de experimentos IV.5.2 Método Taguchi IV.6 Metodología de “Cero defectos”

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA : Exposición oral Exposición audiovisual Ejercicios dentro de clase Ejercicios fuera del aula Seminarios Lecturas obligatorias Trabajos de investigación MÉTODO DE EVALUACIÓN : Exámenes parciales Exámenes finales Tareas y trabajos fuera del aula

Participación en clase Asistencia a prácticas REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA : Probabilidad y Estadística PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA : Ingeniero Químico, Químicos y afines.

B I B L I O G R A F Í A BIBLIOGRAFÍA BÁSICA :

Alexander Servat, Alberto G. Manual para Documentar Sistemas de Calidad.

Prentice Hall Hispanoamericana. México, 1998.

Armand V. Feigenbaum. Control total de calidad. CECSA. México, 1998. Besterfield, Dale H. Control de Calidad. Prentice Hall. México, 1995. Crosby, Philip B. La calidad y yo: una experiencia de vida. Pearson Education. México, 2000. Jablonski, Joseph R. TQM: Como Implantarlo. CECSA. México, 2000. James, Paul. Gestión de la Calidad Total. Prentice Hall, México, 1997.

Masaaki, Imai Kaizen. La clave de la ventaja competitiva japonesa. CECSA. México, 1999 Laudoyer, Guy. La Certificación ISO 9000. CECSA. México, 2000 Moreno-Luzón, María; Peris, Fernando J. & González, Tomás. Gestión de la Calidad y Diseño de las Organizaciones. Prentice Hall. México, 2000

Philip J. Ross Taguchi technics for quality engineering. Mc Graw Hill, New York, 1998 Scherkenbach, William W. La ruta Deming a la Calidad y Productividad. CECSA. México, 1999 Scherkenbach, William W. La ruta Deming hacia la Mejora Continua. CECSA. México, 2000 Stebbing, Lionel. Aseguramiento de la Calidad. CECSA. México, 1997 Vaugnhn, Richard Control de calidad. Limusa, México, 1996

COMPLEMENTARIA :

Aburto Jiménez, Manuel Administración por calidad. CECSA. México, 1999 Crosby, Philip B. Calidad sin lágrimas. CECSA. México, 2000 Crosby, Philip B. La calidad no cuesta. CECSA. México, 2000 Ishikawa Kaorm, Guide to quality control. Mc Graw Hill. Tokio, 1990

Philip J. Ross Quality engineering in production systems Mc Graw Hill, 1999

Barra, Ralph Círculos de calidad en operaciones Mc Graw Hill, 1997



PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: PROCESO ADMINISTRATIVO DEL SÉPTIMO O NOVENO SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 3 (3 TEÓRICAS) CRÉDITOS : 6 CLAVE : 1052 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: SECCIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA. CAMPO : COMPLEMENTARIO. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO. CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA. ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN

El conocimiento de las etapas del proceso administrativo de una organización empresarial, permite establecer un esquema integral para atender simultáneamente las tres dimensiones

críticas de la competitividad: calidad, precio y oportunidad. Este curso da un enfoque y una serie de herramientas para la administración y toma de decisiones durante el proceso administrativo, cuyas metas son el aumento de productividad y de calidad; la disminución de costos de producción y de riesgos de trabajo; y en consecuencia, un incremento en la participación de mercado y en las utilidades de la empresa.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO

Que el alumno comprenda los fundamentos generales del Proceso Administrativo y su importancia en la toma de decisiones, organización y control de una empresa.

P R O G R A M A : No. de HORAS TEMA : No. de

HORAS TEMA:

8 UNIDAD I. ANTECEDENTES HISTÓRICOS DE LA ADMINISTRACIÓN CONTENIDO: 1.1 La administración en la antigüedad 1.2 El enfoque clásico de la administración. 1.3 Otros enfoques de la administración.

8 UNIDAD IV. ORGANIZACIÓN CONTENIDO: 4.1 Fundamentos 4.2 Diseño y estructura organizacional 4.3 Poder y distribución de autoridad 4.4 Administración del factor humano 4.5 Administración del cambio

8 UNIDAD II. EMPRESA CONTENIDO: 2.1 Concepto de empresa 2.2 Clasificación de empresas. 2.3 Responsabilidad social y ética de las empresas.

8 UNIDAD V. DIRECCIÓN CONTENIDO: 5.1 Fundamentos 5.2 Motivación 5.3 Liderazgo 5.4 Grupos y equipos de trabajo 5.5 Comunicación y negociación

8 UNIDAD III. PLANEACIÓN CONTENIDO: 3.1 Concepto de planeación y de objetivos 3.2 Toma de decisiones 3.3 Herramientas y técnicas de planeación 3.4 Administración estratégica y espíritu empresarial

8 VI . UNIDAD. CONTROL . CONTENIDO : 6.1 Fundamentos 6.2 Técnicas de control 6.3 Administración de operaciones 6.4 Control general 6.5 Control preventivo


EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN DE LOS TEMAS DEL CURSO. USO DE MATERIAL AUDIOVISUAL. EJERCICIOS DIRIGIDOS POR EL PROFESOR. DISCUSIÓN DE TEMAS PREVIAMENTE SEÑALADOS.

EVALUACIÓN:

o PARTICIPACIÓN DEL ALUMNO EN CLASE.

o DISCUSIÓN GRUPAL DE ARTÍCULOS DE DIVULGACIÓN CIENTÍFICA. o PRESENTACIONES. o EXÁMENES PARCIALES. o TAREAS Y EJERCICIOS

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: NINGUNO PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: LIC. EN ADMINISTRACIÓN, LICENCIADOS EN CONTADURÍA.

B I B L I O G R A F Í A B Á S I C A

Adam, Everett E. & Ebert, Ronald J.

Administración de la Producción y de las Operaciones. Prentice Hall. México, 1991

Aburto Jiménez, Manuel Administración por calidad. CECSA. México, 1999 Cabanelas Omil, José. Dirección de empresas : bases en un entorno abierto y dinámico. Ed. Pirámide, Madrid, 1997. Cleland, David I. & King, William L. Manual para la Administración de Proyectos. CECSA. Méx, 2000

Heizer, Jay & Render, Barry. Dirección de la Producción. Prentice Hall. Méx. 1997 Hermida, J., R.Serra, y E. Katiska, “Administración y Estrategia - Teoría y Práctica”, Editorial Macchi, Buenos Aires, 1993. Krajewski, Lee J. & Ritzman, Larry P. Administración de las Operaciones. Pearson Education. México, 2000. López Moreno, Marcia & López Moreno, Jesús Dirección de empresas de los noventa : homenaje al profesor Ed. Civitas, Madrid, 1995.

Narasinham, Sim & Billington, Dennis W. & Billington, Peter. Planeación de la producción y control de inventarios. Prentice Hall. México, 1997 Render, Barry & Heizer, Jay. Principios de Administración de Operaciones. Prentice Hall. México, 1996. Sumanth, David J. Administración para la Productividad Total. CECSA. México, 1999

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA : Ansoff, Igor & McDonnell, Edward. La dirección estratégica en la práctica empresarial. Pearson Education, México, 1997 Graham, Robert & Englund, Randall L. Administración de Proyectos Exitosos. Prentice Hall. México, 1998

Maristani, Jaime Administración de Recursos Humanos. Pearson Education. México, 2000 Mintzberg, Henry & Quinn, James Brian. El Proceso estratégico. Prentice Hall. México, 1997 Mondy, R. Wayne. Administración de Recursos Humanos. Prentice Hall. México, 1997.

Robbins, Stephen & de Cenzo, David A. Fundamentos de Administración. Prentice Hall. México, 1996 Rubinsztein, Jorge. Administración. Pearson Education. México, 2001 Vinitzky, G.M., “Gestión y Éxito Empresario”, Editorial Macchi, Buenos Aires. 1992. Weinshall, T.D. (Editor), “Societal Culture and Management”, Walter de Gruyer, Berlin, 1993


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: DIRECCIÓN DE EMPRESAS DEL SÉPTIMO O NOVENO SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 3 (3 TEÓRICAS) CRÉDITOS : 6 CLAVE:1047 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE CIENCIAS ADMINISTRATIVAS CAMPO : COMPLEMENTARIO. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN.

La dirección de empresas es una de las áreas del campo laboral en la que puede desarrollarse un ingeniero químico. Frecuentemente se llega a los puestos de gerencia y dirección después de varios años de experiencia y de haber demostrado sus habilidades, capacidad y actitud para labores administrativas y en la toma de decisiones relevantes para el buen cumnplimiento de los objetivos empresariales. Este curso se ofrece con la finalidad de motivar al alumno a desarrollar tales habilidades, lo cual le puede ayudar en su desarrollo profesional.


Que el alumno comprenda los fundamentos generales de la Dirección de Empresas para la toma de decisiones, organización y control de una empresa. P R O G R A M A : No. de HORAS TEMA : No. de

HORAS TEMA:

3 UNIDAD I. E M P R E S A CONTENIDO: 1.1 ¿Qué es ? 1.2 Objetivos que persigue 1.3 Recursos con que cuentan

6 UNIDAD II. DIRECCIÓN O ADMINISTRACIÓN CONTENIDO: 2.1 Antecedentes. 2.2 ¿Qué es dirigir o administrar?. 2.3 Elementos del ciclo de dirección.

Planeación. Organización. Dirección Control.

8

UNIDAD V. ANÁLISIS DE DECISIONES . CONTENIDO : 5.1 ¿Qué son? 5.2 ¿En qué se basan? 5.3 ¿Quién las toma? 5.4 ¿Cuándo deben tomarse? 5.5 Problemas.

8 UNIDAD III. ESTRUCTURACIÓN DE UNA EMPRESA CONTENIDO: 3.1 Funciones corporativas de una Empresa 3.2 Descripción de actividades 3.3 Interrelaciones 3.4 Problemas

8 UNIDAD IV. ASPECTOS HUMANOS CONTENIDO: 4.1 Cualidades de un jefe 4.2 Relaciones con sus subordinados 4.3 Contratación laboral 4.4 Actitud frente a los problemas 4.5 Relaciones Humanas

8 UNIDAD VI. ESTUDIOS DE CASOS EN DIRECCIÓN DE EMPRESAS. CONTENIDO : 6.1 Planeación. 6.2 Organización 6.3 Control 6.4 Función Comercial 6.5 Función Producción, Función Finanzas y Problemas.


EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN DE LOS TEMAS DEL CURSO. USO DE MATERIAL AUDIOVISUAL. EJERCICIOS DIRIGIDOS POR EL PROFESOR. DISCUSIÓN DE TEMAS PREVIAMENTE SEÑALADOS.

EVALUACIÓN:

o PARTICIPACIÓN DEL ALUMNO EN CLASE.

o DISCUSIÓN GRUPAL DE ARTÍCULOS DE DIVULGACIÓN CIENTÍFICA. o PRESENTACIONES. o EXÁMENES PARCIALES. o TAREAS Y EJERCICIOS

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: NINGUNO PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: INGENIEROS QUÍMICOS, LIC. EN ADMINISTRACIÓN, LICENCIADOS EN CONTADURÍA.


Albers, H., “Principios de Organización y Dirección”, Editorial Ciencia y Técnica, México , 1987. Ansoff, Igor & McDonnell, Edward. La dirección estratégica en la práctica empresarial. Pearson Education, México, 1997 Graham, Robert & Englund, Randall L. Adminsitración de Proyectos Exitosos. Prentice Hall. México, 1998 Cabanelas Omil, José. Dirección de empresas : bases en un entorno abierto y dinámico. Ed. Pirámide, Madrid, 1997.

Gootnick, Margaret Mary & Gootnick, David Herramientas de acción para gerentes eficaces. CECSA. México, 2000 Marcia-Jesús López Moreno. Dirección de empresas de los noventa : homenaje al profesor Ed. Civitas, Madrid, 1995. Heizer, Jay & Render, Barry. Dirección de la Producción. Prentice Hall. Méx. 1997 Hermida, J., R.Serra, y E. Katiska, “Administración y Estrategia - Teoría y Práctica”, Editorial Macchi, Buenos Aires, 1993.

Serra, R. y E. Kastika. “Estructuras Empresariales Dinámicas”, Editorial Macchi, Buenos Aires, 1991, Steiner, George. Planeación Estratégica. Lo que todo director debe saber. CECSA. México, 2000 Cleland, David & King, William R. Manual para la Administración de Proyectos. CECSA. México, 2000

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA : Mintzberg, Henry & Quinn, James Brian. El Proceso estratégico. Prentice Hall. México, 1997 Render, Barry & Heizer, Jay. Principios de Administración de Operaciones. Prentice Hall. México, 1996.

Vinitzky, G.M., “Gestión y Éxito Empresario”, Editorial Macchi, Buenos Aires. 1992. Weinshall, T.D. (Editor), “Societal Culture and Management”, Walter de Gruyer, Berlin, 1993



PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: ELEMENTOS DE MERCADOTECNIA DEL SÉPTIMO O NOVENO SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 3 (3 TEÓRICAS) CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1049 ÒRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE CIENCIAS ADMINISTRATIVAS CAMPO : COMPLEMENTARIO. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN

La investigación del mercado, el análisis del comportamiento de los consumidores potenciales, la administración de productos, el diseño y desarrollo de estrategias de mercadotecnia, la logística de recursos y el establecimiento de un buen programa de lanzamiento de productos, son actividades que en varias ocasiones un profesionista debe realizar. Este curso brinda los conocimientos básicos de mercadotecnia para dar una formación integral al estudiante de Ingeniería Química


Al finalizar el curso el alumno reconocerá los principios y estrategias de la mercadotecnia para evaluar su importancia en la industria química. P R O G R A M A : No. de HORAS TEMA : No. de

HORAS TEMA:

6 UNIDAD I. EL MARKETING MODERNO Y SU AMBIENTE CONTENIDO : I.1 El campo del marketing. I.2 El ambiente del marketing. I.3 Sistemas de información e investigación de mercados.

UNIDAD V. DISTRIBUCIÓN. CONTENIDO : V.1 Administración de los canales de distribución. V.2 Ventas al mayoreo: mercados e instituciones. V.3 Ventas al detalle: mercados e instituciones.

V.4 Admisnistración de la distribución física. 6 UNIDAD II. MERCADOS OBJETIVOS.

CONTENIDO : II.1 Segmentación del mercado y demografía. II.2 Comportamiento de compra del consumidor. II.3 El mercado de negocios

UNIDAD VI. PROMOCIÓN. CONTENIDO : VI.1 El programa promocional VI.2 Administración de la venta personal.

VI.3 Administración de la publicidad, la promoción de ventas, las relaciones públicas y la propaganda.

6 UNIDAD III. EL PRODUCTO. CONTENIDO :

III.1 Planeación y desarrollo del producto. III.2 Estrategias de mezcla de productos III.3 Marcas, envasado y otras características del producto.

6

6

6 UNIDAD VII. MARKETING EN CAMPOS ESPECIALES CONTENIDO : VII.1 Marketing de serevicios VII.2 Marketing en organizaciones no lucrativas

VII.3 Marketing Inter.nacional 6 UNIDAD IV. EL PRECIO

CONTENIDO : IV.1 Determinación del precio IV.2 Estrategias y políticas de fijación de precios.

6 UNIDAD VIII. ADMINISTRACIÓN DEL ESFUERZO DE MARKETING CONTENIDO : VIII.1 Planeacxión de Marketing VIII.2 Instrumentación de Marketing y evaluación del desempeño VIII.3 Marketing: evaluación y prospectos.


EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN DE LOS TEMAS DEL CURSO. USO DE MATERIAL AUDIOVISUAL. SEMINARIOS DISCUSIÓN DE TEMAS PREVIAMENTE SEÑALADOS.

EVALUACIÓN:

o PARTICIPACIÓN DEL ALUMNO EN CLASE. DISCUSIÓN GRUPAL o TRABAJOS, TAREAS.

o SEMINARIOS o EXÁMENES PARCIALES. o TRABAJO ESCRITO A CERCA DE UN PROYECTO. o DISCUSIÓN FINAL DE INTEGRACIÓN DEL CURSO.

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: NINGUNO PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: LIC. EN ADMINISTRACIÓN. LIC. EN MERCADOTECNIA


Bill, Bishop. Marketing Estratégico para la Era Digital. CECSA. México, 2002 Coloíacolo, Juan Luis; Asseft, Antonio A.; Guadagna, Guillermo. Proyecto de exportación y estrategias de marketing intrernacional. Textos y caso sobre agroinductrias y servicios. Ediciones Mochi, Argentina, 1993. López-Altamirano, Alfredo Investigaciones de Mercado para Dirección de Negocios. CECSA. México, 1998. Levitt, Theodore. Comercialización Creativa. CECSA. México, 1997

Sandhusen, Richard L Mercadotecnia. CECSA. México, 2001 Stanton, J.W. Fundamentos de Marketing. 9ª edición. Mc Graw Hill. México, 1992 Moreno, José María Marketing Internaciobnal. Contenido y Estrategias para lograr excelencia. Ediciones Mochi, Argentina, 1991. Stanley J. Poliwoda La esencia de la mercadotecnia internacional. Prentice Hall Hispanoamericana, México, 1994.

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA : Comblit, Oscar. Libertad y Mercado. Ediciones Mochi, Argentina, 1992. Colvaracovo, Juan Luis. Negociación y Contratación internacional. Ediciones Mochi, Argentina, 1992


PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: FIBRAS NATURALES Y SINTÉTICAS DEL SÉPTIMO O NOVENO SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 4 (2 TEÓRICAS/2 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1050 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: SECCIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA CAMPO : COMPLEMENTARIO. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN.

La industria textil confoma uno de los campos laborales de mayor importancia para el ingeniero químico. El conocimiento de la tecnología de fibras naturales y sintéticas es

importante para el desarrollo profesional del egresado. En ella convergen los conocimientos que el estudiante adquiere a lo largo de la carrera, a cerca de fenómenos de transporte, operaciones mecánicas, balances de materia y energía, dinámica y control de procesos, etcétera. Este curso brinda una visión panorámica del estado actual de la industria textil nacional y da la posibilidad al estudiante de reconocer los conocimientos científicos y tecnológicos que debe tener para un buen desenvolvimiento en ese tipo de industrias.


Conocer los aspectos más relevantes como son: origen, clasificación, propiedades fisicoquímicas, importancia y aplicaciones, de las fibras y colorantes naturales y artificiales o sintéticas; a través del manejo de las fuentes de información especializadas en el área. P R O G R A M A : No. de HORAS TEMA : No. de

HORAS TEMA:

2 UNIDAD I. CLASIFICACIÓN DE LAS FIBRAS TEXTILES CONTENIDO : I.1 Fibras naturales. I.2 Fibras artificiales o sintéticas.

10 UNIDAD III : FIBRAS SINTÉTICAS CONTENIDO : III.1 Maquinaria que usa la industria textil para los procesos anteriores

10 UNIDAD IV. PREPARACIÓN DE LAS FIBRAS, HILOS Y TELAS DE CELULOSA REGENERADA. CONTENIDO : IV.1 Algodón : desengomado, descrudado, blanqueo, mercerizado. IV.2 Lana y similares : lavado, blanqueo, carbonización, batanado. IV.3 Seda natural : desengomado y blanqueo. IV.4 Sintéticas : desengomado, limpieza.

12 UNIDAD II. FIBRAS NATURALES CONTENIDO : II.1 De origen vegetal. II.2 De origen animal. II.3 De origen mineral. II.4 Las fibras vegetales que estudian son las que provienen de : II.4.1 Semillas (algodón). II.4.2 Tallos (limón, cáñamo, yute). II.4.3 Hojas (abaca, henequén). II.4.4. Otras (fibras de coco, palma, ixtle, etc.) II.5 Las fibras animales son : II.5.1 Lana de ovejas. II.5.2 Pelos de cabras, camello, alpacas, vacas, etc. II.5.3 Sedas naturales. II.6 De las fibras minerales se estudian : II.6.1 Fibras de asbesto, de vidrio e hilos metálicos.

10 UNIDAD V. L A V A D O CONTENIDO : V.1 Acondicionamiento del agua para uso en la industria textil. V.2 Productos inorgánicos y orgánicos que usan la industria textil. V.3 Productos derivados de sus aceites y grasas, como jabones, penetrantes. V.4 Su desarrollo histórico, su fabricación. V.5 Estudio de las teorías de lavado.

5 UNIDAD VI. ESTUDIO COMPARATIVO ENTRE COLORANTES Y PIGMENTOS CONTENIDO : VI.1 Descripción de propiedades y usos de estos productos.

15 VII. UNIDAD. ESTUDIO DE LOS COLORANTES QUE SE EMPLEAN EN LA INDUSTRIA TEXTIL CONTENIDO : VII.1 Constitución química. VII.2 Clasificación por su estructura química y por su comportamiento en la práctica. VII.3 Descripción de cada uno de los grupos que se emplean en la industria textil.

Directos Básicos Sulfurosos. De desarrollo Naftoles Tina Indigosoles Acidos Al mordente Dispersos Reactivos Otros especiales para fibras sintéticas.

VII.4 Métodos empleados en la industria textil para : teñir, estampar, corroer, aprestar VII.5. Maquinaria que usa la industria textil para los procesos anteriores

PRÁCTICAS : Se pretende motivar al estudiante en la realización de trabajo experimental bajo la base de un programa de laboratorio para que después de realizado éste, el estudiante seleccione un proyecto que le permita solicitar su criterio para proponer una solución adecuada bajo la guía del profesor de laboratorio (de acuerdo al enfoque de la carrera). Este tipo de trabajo se planea de tal forma que el estudiante pueda obtener una visión de conjunto de la parte o partes de su curso. SE SUGIEREN LAS SIGUIENTES EXPERIENCIAS PRÁCTICAS:

1. Teñido con colorantes directos o substantivos. 2. Teñido con colorantes básicos. 3. Teñido con colorantes naftoles. 4. Teñido con colorantes sulfurosos. 5. Teñido con colorantes indigosoles. 6. Teñido con colorantes al ácido. 7. Teñido con colorantes sobre mordente. 8. Acción de los ácidos sobre el algodón. 9. Acción de los álcalis sobre el algodón y la lana.

10. Descrudado del algodón. 11. Blanqueo de algodón y acción del cloro sobre la lana. 12. Batanado de la lana y mercerización del algodón. 7. Proyecto.

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA : Se basa en la presentación de seminarios de los diferentes temas de las unidades del curso y realización de discusiones generales después de cada unidad tomando como base cuestionarios previos del tema, que resuelven los estudiantes. MÉTODO DE EVALUACIÓN : Para la evaluación se toman en cuenta diversos aspectos como son : - Seminarios que incluye el manejo de la bibliografía, preparación del tema y presentación ante el grupo. - Resolución de cuestionarios previos. - Participación.

- Trabajo de laboratorio. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA : Ninguno. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA : Químicos, Ingenieros Químicos

BIBLIOGRAFÍA BÁSICAFung, Walter. Coated and Laminated Textiles. CRC Press. New York, 2002 Horrocks, A.R. & Anand, S.C. Handbook of Technical Textiles CRC Press. New York, 2000 Hearle, John W.S. High Performance Fibres. CRC Press. New York, USA, 2001 Hearle, John W. S. & Hollick, L. Yarn Texturing Technology. CRC Press. New York, 2001

Adanur, Sabit. Handbook of Weaving, CRC Press. N.Y. 2000 Woodings, Calvin Regenerated Cellulose Fibres. CRC Press. New York, USA, 2001 Tao, Xiaoming Smart Fibres, Fabrics and Clothings CRC Press. New York, 2001 Fung, Walter. Textiles in Automotive Engineering. CRC Press. New York, 2001

Gong, H & Wright, R.M. Fancy Yarns. Manufacture and Applications. CRC Press. New York, 2003 Sen, Ashish Kumar Coated Textiles. CRC Press. New York, 2001 Wilson, Jacquie. Handbook of Textile Design. CRC Press. New York, 2001

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA :

Spencer, David J. Knitting Technology. CRCR Press. N.Y. 2001 Stevens, Malcolm P. Polimer Chemistry an Introduction Second Edition. Oxford University Press. U.S.A., 1990.

Carraher, Charles E. Jr. Polymer Chemistry, an Introduction Ed. Marcel Dekker, inc. U.S.A., 1996.

Wold, Finn Macromoléculas : estructura y función.

Alhambra. Madrid, España, 1979. Smith, William F. Fundamentos de Ciencia e Ingeniería de Materiales Ed. Mc Graw Hill. México, 1992.


PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: MICROBIOLOGÍA INDUSTRIAL DEL SÉPTIMO O NOVENO SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 4 (2 TEÓRICAS/2 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1051 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA. SECCIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA CAMPO : COMPLEMENTARIO. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO/PRÁCTICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN. ESTA MATERIA PRETENDE INTRODUCIR A LOS ALUMNOS AL ESTUDIO DE LOS MICROORGANISMOS, MOSTRÁNDOLES LAS DIFERENCIAS

Y SIMILITUDES QUE PRESENTAN ASÍ COMO LA FLEXIBILIDAD Y POTENCIALIDADES DE SUS APLICACIONES INDUSTRIALES.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO. AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE :

EXPLICAR LAS DIFERENCIAS QUE PUEDEN EXHIBIR LOS DISTINTOS MICROORGANISMOS AL PERMANECER EN DIFERENTES AMBIENTES, Y LA MANERA EN QUE SE PUEDE APROVECHAR LA ACTIVIDAD BIOLÓGICA Y FISICOQUÍMICA DE DICHOS MICROORGANISMOS PARA DIFERENTES APLICACIONES INDUSTRIALES. P R O G R A M A : No. de HORAS TEMA : No. de

HORAS TEMA:

4 UNIDAD I. MICROBIOLOGÍA OBJETIVO: AL FINALIZAR LA UNIDAD LOS ALUMNOS DEBERÁN SER CAPACES DE:

- UBICAR LA MICROBIOLOGÍA DENTRO DEL CONTEXTO DE LAS DISCIPLINAS CIENTÍFICAS Y EXPLICAR SU IMPORTANCIA EN APLICACIONES INDUSTRIALES.

- DESCRIBIR LA ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA DE LOS DIFERENTES MICROORGANISMOS, IDENTIFICANDO LOS FACTORES FÍSICOS, QUÍMICOS Y BIOLÓGICOS QUE INFLUYEN EN SU CRECIMIENTO Y REPRODUCCIÓN.

CONTENIDO: I.1 IMPORTANCIA. RELACIÓN CON OTRAS DISCIPLINAS CIENTÍFICAS. APORTES

DE LOS PRIMEROS TIEMPOS. I.2 TAMAÑO, FORM,A, AGRUPAMIENTO Y MOVILIDAD DE LOS DIFERENTES

MICROORGANISMOS, ESPECIALMENTE DE LAS BACTERIAS. I.3 ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA BACTERIANA. ANATOMÍA COMPARATIVA

RESPECTO A OTROS MICROORGANISMOS. I.4 CONDICIONES ÓPTIMA PARA EL CRECIMIENTO Y REPRODUCCIÓN DE LOS

MICROORGANISMOS. I.5 NUTRICIÓN DE LOS MICROORGANISMOS.

4 UNIDAD II. BACTERIAS OBJETIVO: AL FINALIZAR LA UNIDAD LOS ALUMNOS DEBERÁN SER CAPACES DE :

- EXPLICAR LA IMPORTANCIA INDUSTRIAL DE LOS DIFERENTES TIPOS DE BACTERIAS.

- DESCRIBIR LOS PROCESOS DE LA INGENIERÍA MICROBIOLÓGICA BACTERIANA INDUSTRIAL MÁS COMUNES.

CONTENIDO: II.1 GENERALIDADES II.2 ÓRDENES DE IMPORTANCIA INDUSTRIAL II.3 REACTORES MICROBIOLÓGICOS Y SUS APLICACIONES INDUSTRIALES.

4 UNIDAD III. ACTINOMICETOS OBJETIVO: AL FINALIZAR LA UNIDAD LOS ALUMNOS DEBERÁN SER CAPACES DE :

- EXPLICAR LA IMPORTANCIA INDUSTRIAL DE LOS ACTINOMICETOS - DESCRIBIR LOS PROCESOS DE LA INGENIERÍA MICROBIOLÓGICA

INDUSTRIAL MÁS COMUNES DONDE SE UTILICEN ACTINOMICETOS. CONTENIDO:

III.1 GENERALIDADES III.2 IMPORTANCIA INDUSTRIAL III.3 REACTORES MICROBIOLÓGICOS Y SUS APLICACIONES INDUSTRIALES.

4 UNIDAD IX. ACCIÓN DE LOS AGENTES FÍSICOS SOBRE LOS MICROORGANISMOS OBJETIVO:

EXPLICAR LOS MECANISMOS DE ACCIÓN DE LOS AGENTES FÍSICOS SOBRE LOS MICROORGANISMOS Y LA FORMA EN QUE SE PUEDEN APROVECHAR PARA APLICACIONES INDUSTRIALES.

IX.1 TEMPERATURA IX.2 LUZ IX.3 HUMEDAD IX.4 RADIACIÓN

4 UNIDAD IV. RICKETTSIAS Y VIRUS OBJETIVO: AL FINALIZAR LA UNIDAD LOS ALUMNOS DEBERÁN SER CAPACES DE :

- EXPLICAR LA IMPORTANCIA INDUSTRIAL DE LOS DIFERENTES TIPOS DE RICKETTSIAS Y VIRUS.

- DESCRIBIR LOS PROCESOS DE LA INGENIERÍA MICROBIOLÓGICA INDUSTRIAL MÁS COMUNES EN LOS QUE PARICIPEN RICKESTTSIAS Y VIRUS.

CONTENIDO: IV.1 GENERALIDADES IV.2 IMPORTANCIA INDUSTRIAL IV.3 REACTORES MICROBIOLÓGICOS Y SUS APLICACIONES INDUSTRIALES.

4 UNIDAD X. ACCIÓN DE LOS AGENTES QUÍMICOS SOBRE LOS MICROORGANISMOS OBJETIVO:

EXPLICAR LOS MECANISMOS DE ACCIÓN DE LOS AGENTES QUÍMICOS SOBRE LOS MICROORGANISMOS Y LA FORMA EN QUE SE PUEDEN APROVECHAR PARA APLICACIONES INDUSTRIALES.

X.1 SALES X.2 SOLVENTES X.3 pH X.4 AGENTES ANTIMICROBIANOS X.5 BACTERICIDAS.

4 UNIDAD V. HONGOS OBJETIVO: AL FINALIZAR LA UNIDAD LOS ALUMNOS DEBERÁN SER CAPACES DE :

- EXPLICAR LA IMPORTANCIA INDUSTRIAL DE LOS DIFERENTES TIPOS DE HONGOS.

- DESCRIBIR LOS PROCESOS DE LA INGENIERÍA MICROBIOLÓGICA INDUSTRIAL MÁS COMUNES EN LOS QUE SE UTILICEN HONGOS.

CONTENIDO: V.1 GENERALIDADES V.2 IMPORTANCIA INDUSTRIAL

4 UNIDAD X1. CRECIMIENTO DE LOS MICROORGANISMOS OBJETIVO:

DESCRIBIR LA DINÁMICA DE LAS POBLACIONES DE MICROORGANISMOS Y ESPECIFICAR LOS FACTORES QUE INFLUYEN EN ELLA.

XI.1 MODELOS DE DINÁMICA POBLACIONAL DE MICROORGANISMOS. XI.2 FACTORES QUE AFECTAN A LA DINÁMICA POBLACIONAL.

4 UNIDAD VI. LEVADURAS OBJETIVO: AL FINALIZAR LA UNIDAD LOS ALUMNOS DEBERÁN SER CAPACES DE :

- EXPLICAR LA IMPORTANCIA INDUSTRIAL DE LOS DIFERENTES TIPOS DE LEVADURAS.

- DESCRIBIR LOS PROCESOS DE LA INGENIERÍA MICROBIOLÓGICA INDUSTRIAL MÁS COMUNES EN LOS QUE SE UTILICEN LEVADURAS.

CONTENIDO: VI.1 GENERALIDADES VI.2 IMPORTANCIA INDUSTRIAL

6 UNIDAD XII. ENZIMAS: OBJETIVO:

EXPLICAR LA ACCIÓN ENZIMÁTICA EN ASPLICACIONES INDUSTRIALES, ESCRIBIENDO LOS MODELOS MATEMÁTICOS QUE SE UTILIZAN PARA EL DISEÑO DE REACTORES ENZIMÁTICOS.

XII.1 GENERALIDADES SOBRE ENZIMAS. XII.2 MODELOS MATEMÁTICOS DE LA CINÉTICA ENZIMÁTICA. MICHAELIS-MENTEN XII.3 GENERALIDADES DEL DISEÑO DE REACTORES ENZIMÁTICOS. XII.4 IMPORTANCIA INDUSTRIAL.

UNIDAD XIII. METABOLISMOS Y ESQUEMAS METABÓLICOS. OBJETIVO :

DESCRIBIR LOS ESQUEMAS METABÓLICOS DE LOS DIFERENTES TIPOS DE MICROORGANISMOS Y EXPLICAR COMO SE PUEDEN APROVECHAR DICHOS METABOLISMOS EN APLICACIONES INDUSTRIALES.

4 UNIDAD VII. PROTOZOARIOS OBJETIVO: AL FINALIZAR LA UNIDAD LOS ALUMNOS DEBERÁN SER CAPACES DE :

- EXPLICAR LA IMPORTANCIA INDUSTRIAL DE LOS DIFERENTES TIPOS DE PROTOZOARIOSS.

- DESCRIBIR LOS PROCESOS DE LA INGENIERÍA MICROBIOLÓGICA INDUSTRIAL MÁS COMUNES EN LOS QUE SE UTILICEN PROTOZOARIOS.

CONTENIDO: VII.1 GENERALIDADES VII.2 IMPORTANCIA INDUSTRIAL

6

UNIDAD XIV. ASOCIACIONES MICROBIANAS Y GENÉTICA. OBJETIVO:

DESCRIBIR LOS DIFERENTES TIPOS DE ASOCIACIONES MICROBIANAS Y SU EVOLUCIÓN GENÉTICA, ASÍ COMO LA FORMA DE CONTROLARLAS PARA SU APLICACIÓN INDUSTRIAL:

4 UNIDAD VIII. ALGAS OBJETIVO: AL FINALIZAR LA UNIDAD LOS ALUMNOS DEBERÁN SER CAPACES DE :

- EXPLICAR LA IMPORTANCIA INDUSTRIAL DE LOS DIFERENTES TIPOS DE ALGAS.

- DESCRIBIR LOS PROCESOS DE LA INGENIERÍA MICROBIOLÓGICA INDUSTRIAL MÁS COMUNES EN LOS QUE SE UTILICEN ALGAS.

CONTENIDO: VIII.1 GENERALIDADES VIII.2 IMPORTANCIA INDUSTRIAL

UNIDAD XV. FERMENTACIONES. OBJETIVO:

DESCRIBIR DISTINTOS PROCESOS INDUSTRIALES RELACIONADOS CON FERMENTACIONES BACTERIANAS, FÚNGICAS Y POR LEVADURAS, SEÑALANDO SUS SIMILITUDES Y DIFERENCIAS.

XV.1 POR LEVADURAS: VINIFICACIÓN, VITAMINAS, COMPLEMENTOS ALIMENTICIOS, ETC.

XV.2 BACTERIANAS: ÁCIDOS PROPIÓNICO, LÁCTICO, ACÉTICO, ETC. XV.3 FÚNGICAS : ÁCIDO CÍTRICO, OXÁLICO, TARTÁRICO, HONGOS COMESTIBLES.


EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN DE LOS TEMAS DEL CURSO. USO DE MATERIAL AUDIOVISUAL. SEMINARIOS. VISITAS A INDUSTRIAS RELACIONADAS CON LA OBTENCIÓN DE

PRODUCTOS INDUSTRIALES POR MICOORGANISMOS.

EVALUACIÓN: 40 % EXÁMENES DE CONCEPTOS 30 % TAREAS TRABAJOS Y PARTICIPACIÓN. 30 % CALIFICACIÓN DE LABORATORIO. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: NINGUNO PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: QUÍMICOS FARMACÉUTICO-BIÓLOGOS, QUÍMICOS INGENIEROS EN ALIMENTOS O INGENIEROS QUÍMICOS CON EXPERIENCIA EN EL ÁREA.


CASIDA, L.E. INDUSTRIAL MICROBIOLOGY. JOHN WILEY AND SONS. NEW YORK, 1968 PRESCOTT, S.O. AND DUNN, C.G. INDUSTRIAL MICROBIOLOGY MC GRAW-HILL BOOK. NEW YORK, 1983 RODES AND FLETCHER, D.L PRINCIPLES OF INDUSTRIAL MICROBIOLOGY PERGAMON PRESS. LONDON, 1966 BERNARD D. DAVIS TRATADO DE MICROBIOLOGÍA. ED. MASSON. BARCELONA, ESPAÑA, 1996.

RAINBOW AND ROSE, A. H. BIOCHEMISTRY OF INDUSTRIAL MICROORGANISMS. ACADEMIC PRESS, INC. N. Y. 1968. INGRAHAM, JOHN L. INTRODUCCIÓN A LA MICROBIOLOGÍA. ED. REVERTÉ. ESPAÑA, 1998. MADIGAN, MICHAEL T. BIOLOGÍA DE LOS MICROORGANISMOS. ED. PRENTICE HALL. 1997. SMITH, J. E. AND BERRY, D. R. INDUSTRIAL MYCOLOGY IN THE FILAMENTOUS FUNGI EDWARS ARNOLD (PUB). LONDON, 1975. PEPELER, H. J. MICROBIAL TECHNOLOGY. REINHOLD PUB. CORP. N. Y. 1979.

SCHLEGEL, HANS G. MICROBIOLOGÍA GENERAL ED. OMEGA. BARCELONA, ESPAÑA. 1996. SÁNCHEZ MARROQUÍN A. PRINCIPIOS DE MICROBIOLOGÍA INDUSTRIAL. EDITORIAL QUÍMICA S.A. MÉXICO, D. F. 1961. CARPENTER. MICROBIOLOGÍA. MC GRAW-HILL, MÉXICO, 1984 DAVIS AND DULBECCO. MICROBIOLOGY ACADEMIC PRESS, INC. N. Y. 1968.

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA : Volk and Wheeler. Basic Microbiology. J. B. Lippincott Company, 1992.

Sanz Cervera, Susana A. Prácticas de Microbiología. Ed. Logroño. Universidad de La Rioja. 1997.

Scientific American. September 1981. Vol. 245 Number 3.


PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: DISEÑO DE EXPERIMENTOS DEL SÉPTIMO O NOVENO SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 4 (2 TEÓRICAS/2 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1048 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICAS. CAMPO : COMPLEMENTARIO. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO-PRÁCTICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA ASIGNATURA PRECEDENTE: PROBABILIDAD Y ESTADÍSTICA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN

Frecuentemente el ingeniero químico en su ejercicio profesional, requiere realizar algún tipo de investigación. Entonces debe diseñar un experimento y especificar en dicho diseño la forma en que se llevarán a cabo las mediciones, cómo se organizará la información y las técnicas estadísticas para el análisis de los resultados. El diseño de experimentos es importante para validar técnicas de la química analítica, o de síntesis orgánica, o de instrumentos de medición. Pero la estadística aplicada da aún mayores posibilidades. En el terreno de la investigación de operaciones, proporciona métodos apropiados para representar la dinámica de un sistema, ya sea en forma determinística o probabilística, permitiendo modelarlos con la finalidad de entender, analizar y optimizar sus parámetros de desempeño. Hace varias décadas se desarrollaron modelos como la teoría de colas para modelar sistemas de manufactura complejos. A partir de dichos modelos y con la inclusión de la fenomenología de los procesos estocásticos, y de la altamente evolucionada tecnología de cómputo, ha sido posible la simulación y el análisis de procesos estocásticos. Este curso proporciona la teoría y práctica del diseño de experimentos, la investigación de operaciones y la simulación computacional de procesos determinísticos y estocásticos con aplicaciones a la Ingeniería Química.

El curso inicia con un repaso de Correlación y regresión lineal, regresión múltiple y análisis de varianza, que forman parte de la asignatura de Probabilidad y

Estadística del quinto semestre, pero enfocados al diseño de experimentos; enseguida se describen las técnicas de diseño de experimentos por bloques al azar; luego se da una introducción a la programación lineal para la optimización de procesos deterministas y a la modelación de procesos estocásticos; terminando con la simulación de procesos estocásticos que permitan caracterizar la dinámica de sistemas dominados por variables aleatorias, que son ubicuos en aplicaciones prácticas de la ingeniería química.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO. Al finalizar el curso, el alumno deberá ser capaz de: Aplicar la metodología del diseño de experimentos, de la investigación de operaciones y de la simulación de procesos estocásticos y deterministas para la prueba de hipótesis en proyectos de investigación, el control estadístico de producción , la optimización de procesos deterministas y la descripción de la dinámica de sistemas estocásticos de interés en la Ingeniería Química.


HORAS TEMA:

4 UNIDAD I. PRINCIPIOS Y FUNDAMENTOS DEL DISEÑO EXPERIMENTAL OBJETIVO : Proporcionar al estudiante los conocimientos básicos para la comprensión de los diseños experimentales CONTENIDO : I.1. Metodología de una investigación. I.1.1 Relación entre la Estadística y el método Científico I.2 Estimación Estadística I.3 Conceptos, terminología y tipos de error en la Prueba de Hipótesis. I.4 Comparación de 2 medias de tratamientos o poblaciones en Muestras Independientes y Apareadas. I.4.1 Principio fundamental del Diseño de Experimentos I.5 Conceptos básicos del Diseño Experimental.

4 UNIDAD II. REGRESIÓN Y CORRELACIÓN LINEAL SIMPLE OBJETIVO : Habilitar al estudiante en las técnicas estadísticas del ajuste de las observaciones de 2 variables que están relacionadas funcionalmente mediante una línea recta. CONTENIDO : II.1 Modelo de Regresión Lineal II.2 Métodos mínimos Cuadrados II.3 Inferencia Estadística de los parámetros del modelo : Prueba de Hipótesis para α y β . II.3.1 Estimación puntual y por intervalos de confianza de dichos parámetros II.4 Obtención de las bandas de confianza para la estimación de la variable controlada II.5 Cálculo, interpretación y significancia del coeficiente de correlación lineal simple II.6 Problemas de aplicación utilizando el Paquete Estadístico Computacional

4 UNIDAD III. REGRESIÓN Y CORRELACIÓN LINEAL MÚLTIPLE OBJETIVO : Proporcionar al estudiante las técnicas estadísticas para ajustar las observaciones de más de dos variables que están relacionadas mediante un función lineal. CONTENIDO : III.1 Modelo de Regresión Lineal Múltiple III.2 Cálculo de la Ecuación del Plano de Ajuste III.3 Inferencia Estadística de los parámetros del modelo : Prueba de Hipótesis y estimación para los parámetros del modelo III.4 Cálculo del coeficiente de correlación lineal múltiple y de los coeficientes de correlación parciales. Interpretación. III.5 Problemas de Aplicación utilizando software estadístico comercial

4 UNIDAD IV. REGRESIÓN Y CORRELACIÓN NO LINEAL SIMPLE ONBJETIVO : Proporcionar al estudiante las técnicas del ajuste de las observaciones de dos variables que no están relacionadas mediante una función lineal CONTENIDO : IV.1 Observaciones relacionadas en forma no lineal que se pueden transformar a forma lineal. IV.2 Ajuste de un polinomio de grado “n” IV.2.1 Modelo de Regresión Polinomial IV.3 Inferencia Estadística de los parámetros del Modelo. Prueba de Hipótesis y estimación para los parámetros de dicho modelo IV.4 Cálculo e interpretación del coeficiente de correlación no lineal simple IV.5 Problemas de aplicación utilizando el Paquete Estadístico Computacional.

4 UNIDAD V. DISEÑO COMPLETAMENTE AL AZAR OBJETIVO : El alumno identificará los experimentos que se pueden realizar en forma completamente al azar y será capaz de realizar su análisis estadístico e interpretar los resultados. CONTENIDO : V.1 Experimentos que se pueden realizar siguiendo un diseño completamente al azar V.2 Modelo del Diseño Completamente al azar de efectos fijos V.3 Análisis Estadístico del Diseño completamente al azar. V.3.1Caso balanceado y caso desbalanceado V.3.2 Interpretación del resultado V.4 Problemas de Aplicación utilizando Sofware Computacional

8 UNIDAD VI. DISEÑO EN BLOQUES AL AZAR OBJETIVO : El estudiante identificará los experimentos que se puedan realizar en forma de bloques al azar y será capaz de realizar su análisis estadístico e interpretar los resultados CONTENIDO : VI.1 Experimentos que se pueden realizar siguiendo un diseño de bloques al azar VI.2 Modelo del Diseño de bloques al azar VI.3 Análisis estadístico del Diseño de Bloques al azar VI.3.1 Interpretación de resultados VI.4 Generalizaciones del Diseño de Bloques al azar VI.5 Problemas de aplicación utilizando el Paquete Computacional

4 UNIDAD VII. PRUEBAS A PRIORI Y A POSTERIORI OBJETIVO : Habilitar al estudiante en las técnicas estadísticas para comparar medias utilizando contrastes lineales y pruebas de rango múltiple. CONTENIDO : VII.1 Contrastes lineales. Prueba “t” de Student VII.2 Contrastes ortogonales. Prueba “F” de Fisher VII.3 Participaciones incompletas VII.4 Pruebas de Rango Múltiple : DMS, Duncan, Tukey, Student- Newman, Keuls, Scheffé VII.5 Problemas de Aplicación

8 UNIDAD VIII. DISEÑO FACTORIAL OBJETIVO : El estudiante identificará el diseño factorial como un diseño de tratamientos y aplicará algún diseño conocido, interpretando la curva de respuesta. CONTENIDO : VIII.1 Conceptos del Diseño Factorial como un arreglo de tratamientos Efectos principales e interacción VIII.2 Diseño Factorial 2x2 VIII.2.1 Análisis e interpretación VIII.2.2 Tabla de medias y Desviaciones VIII.2.3 Gráfica de respuesta VIII.3 Diseño factorial a x b VIII.3.1 Análisis e interpretación VIII.3.2 Subdivisión de los grados de libertad VIII.3.3 Tabla de medias y Desviaciones VIII.3.4 Gráfica de respuesta VIII.4 Problemas de Aplicación utilizando software estadístico comercial

4 UNIDAD IX. GENERALIZACIONES OBJETIVO : Se inducirá al estudiante la inquietud por conocer otros diseños y métodos estadísticos importantes. CONTENIDO : IX.1 Diseño en parcelas divididas IX.1.1 Efecto de parcela grande, de subparcela y efecto de tratamientos IX.2 Análisis de covarianza IX.2.1 Regresión Lineal Simple y Lineal Múltiple con diseño completamente al azar y en bloques al azar. IX.3 Pruebas no paramétricas IX.3.1 Prueba del signo IX.3.2 Prueba de Rango con signo de Willconox IX.3.3 Prueba de la mediana

8 UNIDAD X. MODELOS DETERMINÍSTICOS. OBJETIVO: Al finalizar la unidad, el alumno explicará la importancia de los modelos deterministas y la programación lineal en la investigación de operaciones, y de utilizar métodos de optimización como el algoritmo simplex y técnicas de optimización multiobjetiva

X.1 Introduciión a la investigación de operaciones X.2 Construcción de modelos determinísticos X.3 Programación Lineal

X.3.1 El enfoque gráfico X.3.2 El enfoque conceptual

X.4 Algoritmo simplex X.5 Optimización multiobjetiva X.6 Aplicaciones y algoritmos. X.7 Problemas de redes de distribución, transborde y de asignación.

4 UNIDAD XI. MODELOS ESTOCÁSTICOS. OBJETIVO: Al finalizar la unidad, el alumno deberá ser capaz de describir la naturaleza y utilidad de los modelos estocásticos en el diseño de experimentos y la investigación de operaciones

XI.1 Variables Estocásticas XI.2 Distribuciones de probabilidad de variables estocásticas y pruebas

de bondad de ajuste ji cuadrada y de Kolmogorov-Smirnov XI.1 Análisis de Decisiones XI.2 Modelos de Inventarios XI.3 Modelos de colas

8 UNIDAD XII. SIMULACIÓN DE PROCEOS ESTOCÁSTICOS. OBJETIVO: Al final de la unidad, el alumno deberá ser capaz de llevar a cabo la simulación de procesos estocásticos para describir la dinámica de sistemas de variable aleatoria, y explicar sus aplicaciones en áreas de la ingeniería química como la producción

XII.1 Generación de variables aleatorias. XII.1.1 Métodos de generación de números pseudoaleatorios XII.1.2 Pruebas estadísticas XII.1.3 Métodos de generación de variables aleatorias

XII.2 Validación y estabilización XII.3 Selección de lenguajes de Simulación XII.4 Algoritmos de Simulación de procesos estocásticos XII.5 Líneas de Espera

XII.5.1 Clasificación de Kendall y Lee XII.5.2 Procesos Markovianos y no Markovianos

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA : Exposición oral Exposición audiovisual SEminario Lecturas obligatorias Prácticas de taller o de laboratorio MÉTODO DE EVALUACIÓN : Exámenes parciales Exámenes finales Tareas y trabajos fuera del aula Participación en clase Asistencia a prácticas

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA : Para cursar por alumnos con 75% de créditos o más. Probabilidad y Estadística Métodos numéricos PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA : Ingeniero Químico, Químicos y afines con conocimientos en el área de la computación.

B I B L I O G R A F Í A B Á S I C A : Azarang, Mohammad & García Dunna, Eduardo Simulación y Análisis de Procesos estocásticos McGraw Hill. México, 1996

Bowker, Albert H. – Lieberman, Gerarld I. Ingenierïa estadística Prentice Hall, segunda edición, México, 1992 Kuel, Robert O. Diseño de Experimentos. Thomson Learning. México, 2000

Mathur, Kamlesh & Solow, Daniel Istigación de Operaciones Prentice Hall. México, 1996 Taha, Hamdy A. Investigación de operaciones. Una Introducción Pearson Education. México, 1998 Sheldom, Ross Simulación Prentice Hall. México, 1999

Moskowitz, Herbert & Wright, Gordon Investigación de Operaciones. Prentice Hall. México, 1987 Luenberger, David G. Programación Lineal y no lineal Addison Wesle. México, 1989 Walpole, Ronald E. – Myers, Raymond H. Probabilidad y estadística para ingenieros Nueva Editorial Interamericana, 2ª edición, 1998

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA :

Bernard Ostle Estadística aplicada Ed. Limusa, 1993

Hurley - Aguilar - Garibay - Landeros Técnicas de diseño experimental Departamento de Matemáticas C.I.E.A. del I.P.N. 1990 Kennedy, John B. – Neville, Adam M. Estadística para ciencias e ing. Ed. Harla, segunda edición. 1993

Miller, Irvin – Freud, John E. Probability and statistics por engineers Second Edition. Prentice Hall. New York, 1997

Snedecor, George W. – Cochran, William G. Métodos estadísticos C.E.C.S.A.


PROGRAMA DEESTUDIO DE LA ASIGNATURA: QUÍMICA AMBIENTAL DEL SÉPTIMO O NOVENO SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 3 (3 TEÓRICAS) CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1054 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA. SECCIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA CAMPO : COMPLEMENTARIO. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE . NINGUNA

INTRODUCCIÓN.

LA CONTAMINACIÓN AMBIENTAL DE AGUA, AIRE Y SUELOS, ES UNO DE LOS PRINCIPALES PROBLEMAS EN LA ACTUALIDAD. PARA PODER CONTRIBUIR EN SU SOLUCIÓN, ES NECESARIO CONOCER LOS PROCESOS FÍSICOS Y QUÍMICOS QUE OCURREN EN LOS DIVERSOS MEDIOS. LA FORMA EN LA QUE FLUYEN LAS CORRIENTES DE AIRE Y AGUA; LAS CARACTERÍSTICAS DEL FENÓMENO DE LA INVERSIÓN TÉRMICA; EL MECANISMO DE LAS REACCIONES QUÍMICAS EN EL AIRE, EN EL AGUA Y EN EL SUELO; LOS DAÑOS BIOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS QUE PROVOCAN. ESTE CURSO ES UNA INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA DEL MEDIO AMBIENTE.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO. AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE : DESCRIBIR LOS FENÓMENOS FÍSICOS Y QUÍMICOS RELACIONADOS CON LA CONTAMINACIÓN DEL AMBIENTE, ASÍ COMO LOS DAÑOS ECOLÓGICOS, BIOQUÍMICOS Y FISIOLÓGICOS QUE ELLA PROVOCA, LO CUAL LE PERMITIRÁ PROPONER MÉTODOS DE PREVENCIÓN O REDUCCIÓN DEL EFECTO DE DIFERENTES FUENTES CONTAMINANTES.


HORAS TEMA:

4 UNIDAD I. ECOLOGÍA. OBJETIVO: AL FINALIZAR ESTA UNIDAD LOS ALUMNOS:

DESCRIBIRÁN LA IMPORTANCIA DE LAS CADENAS TRÓFICAS DE LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS, EXPLICARÁN LOS MECANISMOS DE LOS PROCESOS FOTOQUÍMICOS QUE CONTRIBUYEN A LA CONTAMINACIÓNA ATMOSFÉRICA Y PODRÁN DISCERNIR SOBRE EL FLUJO DE ENERGÍA A TRAVÉS DE LA BIOSFERA

CONTENIDO: I.1 PRINCIPIOS DE ECOLOGÍA. I.2 CADENAS ALIMENTICIAS. I.3 CICLOS BIOGEOQUÍMICOS. I.4 LA ENERGÍA SOLAR Y LA ATMÓSFERA. I.5 FOTOSÍNTESIS Y RESPIRACIÓN. I.6 FLUJO DE ENERGÍA A TRAVÉS DE LA BIOSFERA.

4 UNIDAD II. FUENTES DE ENERGÍA. OBJETIVO: AL FINALIZAR ESTA UNIDAD LOS ALUMNOS:

EXPLICARÁN LA IMPORTANCIA DE DESARROLLAR LA TECNOLOGÍA DE EXPLOTACIÓN Y USO DE NUEVAS FUENTES DE ENERGÍA QUE PROVOQUEN UN MEÑOR DAÑO ECOLÓGICO, ASÍ COMO LA IMPORTANCIA DEL CONTROL Y PLANEACIÓN DE LAS FUENTES CONVENCIONALES.

CONTENIDO: II.1 FUENTES DE ENERGÍA. II.2 RECURSOS RENOVABLES Y NO RENOVABLES. II.3 DESARROLLO INDUSTRIAL Y MEDIO AMBIENTE. II.4 ESTADÍSTICAS DE CONSUMO DE ENERGÍA, NACIONALES E INTERNACIONALES.

14 UNIDAD III. CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA OBJETIVO : AL FINALIZAR ESTA UNIDAD LOS ALUMNOS:

CLASIFICARÁN LOS DIFERENTES TIPOS DE CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS, PRINCIPALMENTE LOS PRODUCTOS DE COMBUSTIÓN, PARA SELECCIONAR ADECUADAMENTE LOS MÉTODOS DE MUESTREO Y CONTROL DE EMISIONES A LA ATMÓSFERA Y MEDIO AMBIENTE. ADEMÁS DEBERÁN SER CAPACES DE INTERPRETAR LAS NORMAS NACIONALES E INTERNACIONALES DE LA CALIDAD DEL AIRE.

CONTENIDO: III.1 RECURSO AIRE. III.2 FUENTES DE CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. III.3 TIPOS DE CONTAMINANTES. III.4 SISTEMAS DE MUESTREO. III.5 PROCESO DE COMBUSTIÓN. III.6 SISTEMAS DE CONTROL. III.7 CALIDAD DEL AIRE. III.8 LEGISLACIÓN NACIONAL E INTERNACIONAL.

12 UNIDAD V. SUELO. OBJETIVO: AL FINALIZAR ESTA UNIODAD LOS ALUMNOS:

SELECCIONARÁN EL MÉTODO DE MUESTREO, ANÁLISIS Y CONTROL DE DESECHOS SÓLIDOS, EXPLICANDO EL EFECTO QUE ÉSTOS TIENEN SOBRE LA CONTAMINACIÓN DEL SUELO, AGUA Y AIRE.

CONTENIDO: V.1 RECURSO SUELO. V.2 FACTORES Y EFECTOS DE LA ESTRUCTURA DEL SUELO. V.3 EROSIÓN Y LIXIVIACIÓN. V.4 RIEGO CON AGUAS RESIDUALES. V.5 GENERACIÓN, RECOLECCIÓN Y DISPOSICIÓN DE DESECHOS SÓLIDOS.

14 UNIDAD IV. AGUA OBJETIVO: AL FINALIZAR ESTA UNIDAD LOS ALUMNOS:

SELECCIONARÁN LOS MÉTODOS DE MUESTREO, ANÁLISIS Y CONTROL DE EFLUENTES ACUOSOS, INTERPRETANDO LAS NORMAS DE CALIDAD NACIONALES E INTERNACIONALES PARA DIAGNOSTICAR ACERCA DE LA CALIDAD DEL AGUA.

IV.1 RECURSO AGUA. IV.2 CARACTERIZACIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES. IV.3 MUESTREO DE CORRIENTES Y CUERPOS RECEPTORES. IV.4 OPERACIONES UNITARIAS UTILIZADAS EN EL TRATAMIENTO DE AGUAS

RESIDUALES. III.5 LEGISLACIÓN NACIONAL E INTERNACIONAL


EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN DE LOS TEMAS DEL CURSO. USO DE MATERIAL AUDIOVISUAL. RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS Y ESTUDIOS DE CASOS

EVALUACIÓN: 70 % EXÁMENES DE CONCEPTOS 30 % TAREAS TRABAJOS Y PARTICIPACIÓN.

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: NINGUNO PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: QUÍMICO, INGENIERO QUÍMICO INGENIERO BIOQUÍMICO Y CARRERAS AFINES

BIBLIOGRAFÍA: BIBLIOGRAFÍA BÁSICA. SANS FONFRÍA, RAMÓN. INGENIERÍA AMBIENTAL: CONTAMINACIÓN Y TRATAMIENTOS. ED. MARCOMBO, BARCELONA, 1989 MASTERS, G. M. INTRODUCTION TO ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLLOGY WILEY AND SONS, NEW YORK, USA, 1974 BAIRD, COLIN QUÍMICA AMBIENTAL. REVERTÉ. BARCELONA, ESPAÑA, 2001 FIGUERUELO, MARINO. QUÍMICA FÍSICA DEL MEDIO AMBIENTE. REVERTÉ. BARCELONA, ESPAÑA, 2001 SCHULZ, CHRISTOPHER R. TRATAMIENTO DE AGUAS SUPERFICIALES PARA PAÍSES EN DESARROLLO. ED. LIMUSA, MÉXICO, 1990 RAMALHO, RUBENS SETTE. TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES. ED. REVERTÉ, BARCELONA, 1991 RAMÍREZ CORTINA, CLEMENTINA R. TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES UNIVERSIDAD AUTÓNOMA METROPOLITANA, UNIDAD AZCAPOTZALCO, MÉXICO, 1992.

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: RIGOLA LAOENA, MIGUEL TRATAMIENTO DE AGUAS INDUSTRIALES: AGUAS DE PROCESO Y RESIDUALES. ED. MARCOMBO, BARCELONA, 1989 SOLÓRZANO MIER, ANA IRENE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE MATADEROS Y DESECHOS PECUARIOS. ED. CAMBIOTEC, MÉXICO D.F., 1996


PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: SEGURIDAD INDUSTRIAL DEL SÉPTIMO O NOVENO SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 3 (3 TEÓRICAS) CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1055 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA. SECCIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA CAMPO : COMPLEMENTARIO. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN.

LA PREVENCIÓN DE ACCIDENTES ES DE GRAN IMPORTANCIA PARA EL CORRECTO FUNCIONAMIENTO DE LOS PROCESOS INDUSTRIALES. EL ANÁLISIS DE

RIESGOS A PARTIR DE PARÁMETROS LÓGICOS, ESTADÍSTICOS Y TÉCNICOS RESULTANTES DE LA REVISIÓN DE LA TECNOLOGÍA DEL PROCESO, PERMITEN ESTABLECER ACCIONES QUE PROCURAN MINIMIZAR LA FRECUENCIA DE ACCIDENTES. EN LA ASIGNATURA DE SEGURIDAD INDUSTRIAL SE DETALLAN LOS RESULTADOS DEL ANÁLISIS DE RIESGOS EN LOS PROCESOS INDUSTRIALES MÁS COMUNES Y SE ESPECIFICAN LAS NORMAS DE SEGURIDAD EN VIGENCIA PARA CADA UNO DE ELLOS.


EL OBJETIVO DEL CURSO ES PROPORCIONAR AL ESTUDIANTE UN PANORAMA DE LAS ACTIVIDADES QUE SE DESARROLLAN EN EL

CAMPO DE LA SEGURIDAD INDUSTRIAL A TRAVÉS DE PROGRAMAS DE CONTROL DE PÉRDIDAS, QUE PUEDEN SER DEFINIDOS COMO PRÁCTICAS ADMINISTRATIVAS CUYO OBJETO ES NEUTRALIZAR LOS EFECTOS DESTRUCTIVOS DE LAS PÉRDIDAS POTENCIALES QUE SE PREVEEN A PARTIR DE LOS ANÁLISIS DE LOS RIESGOS DE LA OPERACIÓN. AL FINALIZAR EL CURSO EL ALUMNO DEBERÁ SER CAPAZ DE :

REALIZAR ANÁLISIS DE LOS RIESGOS DE OPERACIÓN DE UNA PLANTA INDUSTRIAL EN FUNCIÓN DE LOS TIPOS DE MATERIALES Y EQUIPOS QUE SE MANEJEN AHÍ. ASIMISMO ADQUIRIRÁ CONOCIMIENTOS DE LAS NORMAS LEGALES DE SEGURIDAD IMPERANTES EN NUESTRO PAÍS, Y LAS CONSIDERARÁ COMO MARCO DE ACCIÓN PARA ESTABLECER LOS PROCEDIMIENTOS DE SEGURIDAD EN LOS DIFERENTES TIPOS DE INDUSTRIAS QUE SE ESPECIFICAN COMO EJEMPLOS.


HORAS TEMA:

2 UNIDAD I. INTRODUCCIÓN. 1.1 GENERALIDADES. 1.2 EVOLUCIÓN DE LA SEGURIDAD INDUSTRIAL 1.3 DEFINICIONES

5 UNIDAD VI. PELIGROS DE INCENDIO Y EXPLODSIÓN. 6.1 LÌQUIDOS INFLAMABLES. 6.2 GASES COMBUSTIBLES 6.3 INCENDIO, DEFLAGRACIÓN, EXPLOSIÓN. 6.4 MEDIDAS DE SEGURIDAD CONTRA INCENDIOS Y EXPLOSIONES.

4 UNIDAD II. CAUSAS Y CONSECUENCIAS DE LOS ACCIDENTES. 2.1 IMPORTANCIA DEL NÚMERO DE ACCIDENTES. 2.2 COSTOS DE ACCIDENTES 2.2.1 PÉRDIDAS ECONÓMICAS. 2.2.2 DAÑOS FÍSICOS AL PERSONAL. 2.3 FUENTES Y CAUSAS DE ACCIDENTES. 2.4 FORMA EN QUE SE REGISTRAN ESTADÍSTICAMENTE LOS DAÑOS.

5 UNIDAD VII. PELIGROS DEBIDO A ALTAS PRESIONES Y TEMPEATURAS EN LA PLANTA 7.1 APERTURA DE RECIPIENTES A PRESIÓN. MEDIDAS DE SEGURIDAD. 7.2 SEGURIDAD PARA EL FUNCIONAMIENTO DE RECIPIENTES A ALTA PRESIÓN. 7.3 MUESTREO DE RECIPIENTES A PRESIÓN. BOTELLAS DE SEGURIDAD. 7.4 AISLAMIENTOS TÉRMICOS.

6 UNIDAD III. INVESTIGACIÓN DE ACCIDENTES 3.1 DETERMINACIÓN DEL PELIGRO DE ACCIDENTES EN LAS INSTALACIONES

INDUSTRIALES. 3.2 ELEMENTOS DE UN BUEN PROGRAMA DE SEGURIDAD Y PREVENCIÓN DE

ACCIDENTES. 3.3 ANÁLISIS Y CONTROL DE LA SEGURIDAD EN EL TRABAJO.

5 UNIDAD VIII. PELIGROS DEBIDO AL USO DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA 8.1 INTENSIDAD Y VOLTAJES DE CORRIENTE PELIGROSAS. 8.2 CHISPAS PELIGROSAS. 8.3 RIESGOS DEBIDO A LA ELECTRICIDAD ESTÁTICA.

6 UNIDAD IV. NORMAS DE SEGURIDAD EN OPERACIONES INDUSTRIALES. 4.1 TRANSPORTE 4.2 ALMACENAMIENTO Y ESTIBADO 4.3 TRABAJO CON MÁQUINAS EN MOVIMIENTO. 4.4 ESCALERAS, PLATAFORMAS Y DESNIVELES. 4.5 SEÑALAMIENTOS.

5 UNIDAD IX. MANEJO DE RADIACIONES IONIZANTES. 9.1 NATURALEZA Y PROCEDENCIA DE LA RADIACIÓN. 9.2 AISLAMIENTO RADIACTIVO. 9.3 DISPOSITIVOS DE SEGURIDAD.

5 UNIDAD V. NORMAS DE SEGURIDAD EN EL MANEJO DE MATERIALES. 5.1 POLVOS NOCIVOS PARA LA SALUD. 5.2 SUSTANCIAS CORROSIVAS. 5.3 SÓLIDOS Y LÍQUIDOS TÓXICOS. 5.3.1 SUSTANCIAS ASPIRABLES. 5.3.2 SUSTANCIAS QUE SE ABSORBEN POR LA PIEL. 5.4 GASES Y VAPORES. 5.4.1 PELIGRO DE ASFIXIA. 5.4.2 GASES Y VAPORES TÓXICOS. 5.4.3 CARGA Y DESCARGA EN RECIPIENTES Y FOSOS. 5.4.4 LÍQUIDOS INFLAMABLES Y GASES COMBUSTIBLES.

5 UNIDAD X. PROMOCIÓN DE LA SEGURIDAD. 10.1 PRIMEROS AUXILIOS. 10.2 PROMOCIÓN DE LA SEGURIDAD. 10.3 LEGISLACIÓN EN MATERIA DE SEGURIDAD INDUSTRIAL.


EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN DE LOS TEMAS DEL CURSO. USO DE MATERIAL AUDIOVISUAL. FORO ABIERTO DONDE SE EXPONEN LOS TEMAS Y SE PERMITE LA

DISCUSIÓN TAN AMPLIA COMO EL INTERÉS DEL ALUMNO LO PERMITA.

EVALUACIÓN: EXÁMENES PARCIALES TAREAS, TRABAJOS Y PARTICIPACIÓN.

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: NINGUNO PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: INGENIEROS QUÍMICOS


ASFAHL, C. RAY SEGURIDAD INDUSTRIAL Y SALUD PEARSON EDUCATION. MÉXICO, 2000 BLAKE, ROLAND P. SEGURIDAD INDUSTRIAL EDIT. DIANA. MÉXICO, 1969 HOPP, VOLLRATH FUNDAMENTOS DE TECNOLOGÍA QUÍMICA EDIT. REVERTÉ. BARCELONA, ESPAÑA, 1984 DENTON, D.K. SEGURIDAD INDUSTRIAL. ADMINISTRACIÓN Y MÉTODOS MC GRAW-HILL. MÉXICO, 1988 LATAYF, JORGE y GONZÁLEZ, CARLOS. SEGURIDAD, HIGIENE Y CONTROL AMBIENTAL MC GRAW-HILL. MÉXICO, 1994

MONDELO, PEDRO; GREGORI, ENRIQUE & BARRAU, PEDRO ERGONOMÍA. TOMO 1. FUNDAMENTOS TOMO II. CONFORT Y ESTRÉS TÉRMICO. EDICIONES UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE CATALUÑA. CATALUÑA, ESPAÑA, 2001 ORGANIZACIÓN INTERNACIONAL DEL TRABAJO. SEGURIDAD EN LA UTILIZACIÓN DE PRODUCTOS QUÍMICOS EN EL TRABAJO. ALFAOMEGA. BARCELONA, ESPAÑA, 2002 ORGANIZACIÓN INTERNACIONAL DEL TRABAJO. SEGURIDAD EN LA UTILIZACIÓN DE FIBRAS MINERALES Y SINTÉTICAS. ALFAOMEGA. BARCELONA, ESPAÑA, 2002 ORGANIZACIÓN INTERNACIONAL DEL TRABAJO. LA PREVENCIÓN DE LOS ACCIDENTES ALFAOMEGA. BARCELONA, ESPAÑA, 2000 RODELAR LISA, ADOLFO SEGURIDAD E HIGIENE EN EL TRABAJO. ALFAOMEGA-MARCOMBO. BARCELONA, ESPAÑA, 1993


GRIMALDI, JOHN V y SIMONS, ROLLIN H. LA SEGURIDAD INDUSTRIAL, SU ADMINISTRACIÓN. EDIT. ALFAOMEGA. BARCELONA, ESPAÑA, 1980 HACKETT, W.J. & ROBBINS, G.P. MANUAL DE SEGURIDAD Y PRIMEROS AUXILIOS. ALFAOMEGA. BARCELONA, ESPAÑA, 1999 HOOVER, REYNOLD L. HEALTH, SAFETY AND ENVIRONMENTAL CONTROL. VAN NOSTRAND. NEW YORK, 1989

SECRETARIA DEL TRABAJO Y PREVISIÓN SOCIAL. REGLAMENTO GENERAL DE SEGURIDAD E HIGIENE EN EL TRABAJO. 2ª. EDICIÓN. MÉXICO. STPS. 1980. WOOD, JOHNSON, ROBERT. HEAT AND SAFETY IN SMALL INDUSTRY. A PRACTICAL GUIDE FOR MANAGERS. CHELSEA, MICHIGAN. LEWIS EDIT. 1989.


PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: SISTEMAS MULTIRREACCIONANTES DEL SÉPTIMO SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 3 (3 TEÓRICAS) CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1056 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: SECCIÓN DE QUÍMICA ANALÍTICA CAMPO : COMPLEMENTARIO. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA CONSECUENTE: NINGUNA

SISTEMAS MULTIRREACCIONANTES.

CINÉTICA Y EQUILIBRIO QUÍMICO DE LOS SISTEMAS MULTIRREACCIONANTES

INTRODUCCIÓN

EN MUCHAS SITUACIONES, UNA REACCIÓN QUÍMICA SE VE ACOMPAÑADA POR OTRAS REACCIONES QUE SE REALIZAN EN SERIE O PARALELO, CONSUMIENDO LOS PRODUCTOS DE LA REACCIÓN O COMPITIENDO POR LOS MISMOS REACTIVOS, RESPECTIVAMENTE. DICHOS ESQUEMAS MULTIRREACCIONANTES SE PRESENTAN CON FRECUENCIA EN APLICACIONES INDUSTRIALES DE LA QUÍMICA ORGÁNICA Y LA BIOTECNOLOGÍA. UNA GRAN CANTIDAD DE ELLAS SE LLEVAN A CABO POR MECANISMOS DE RADICALES LIBRES O DE CARBANIONES, Y EN ALGUNAS CIRCUNSTANCIAS DAN LUGAR A CINÉTICAS OSCILANTES O CAÓTICAS, CON LA PRESENCIA DE ATRACTORES EXTRAÑOS O CICLOS LÍMITE. TAL ES EL CASO DE LAS REACCIONES DE BELUSOV-SHABOTINSKY Y EL OREGONADOR CINÉTICO. EL ESTUDIO DE ESTE TIPO DE REACCIONES PERMITIRÁ AL INGENIERO QUÍMICO DISEÑAR LOS CORRESPONDIENTES REACTORES INDUSTRIALES PARA LLEVARLAS A CABO EN CONDICIONES CONTROLADAS Y ASEGURAR LA PRODUCTIVIDAD, SEGURIDAD Y ECONOMÍA DESEADAS.

EL ANÁLISIS CINÉTICO Y TERMODINÁMICO DEL EQUILIBRIO QUÍMICO DE SISTEMAS MULTIRREACCIONANTES CONSTITUYE UNO DE LOS PROBLEMAS MÁS INTERESANTES Y DE MAYOR APLICACIÓN PRÁCTICA EN LA INGENIERÍA QUÍMICA.


Al finalizar el curso, los alumnos: • Describirán y desarrollarán las bases fundamentales que permiten determinar la composición de sistemas químicos multi-reaccionantes en el equilibrio. • Aplicarán algoritmos de computadora para calcular la composición de sistemas químicos multi-reaccionantes en el equilibrio. • Comprenderán la utilidad y limitaciones del análisis de equilibrio de un sistema multi-reaccionante. • Tendrán una visión general de las aplicaciones del análisis del equilibrio químico en la Ingeniería Química. • Escribirán y aplicarán algoritmos computacionales para cálculo de la evolución de las concentraciones de reactivos y productos en sistemas multirreaccionantes.


HORAS TEMA:

4 Unidad I. Introducción OBJETIVOS: Al finalizar esta unidad, los alumnos: • Comprenderán la naturaleza, importancia y su relación con la cinética, del equilibrio

químico. • Señalarán el alcance del equilibrio químico en términos de restricciones y

aplicaciones CONTENIDO: I.1 Naturaleza del Equilibrio Químico. I.2. Importancia del Análisis del Equilibrio en la Reacción Química I.3. El Problema del Cálculo I.4. Restricciones I.5. Aplicaciones del Análisis de Equilibrio Químico

6 Unidad II. Restricción del Sistema Cerrado y Estequiometría Química OBJETIVOS: Al finalizar esta unidad, los alumnos: • Utilizarán los elementos del Algebra Lineal para hacer uso de la notación de matrices de

vectores. • Expresarán las ecuaciones de conservación en la notación matricial • Desarrollarán la estequiometría química para un sistema cerrado y multi-componente en

una forma adecuada para incorporarlo a un algoritmo de cálculo de equilibrio. CONTENIDO: II.1 Restricción del sistema cerrado

II.2. Estequiometría química II.3. Expresión de las restricciones de composición mediante una forma estándar

8 Unidad IV. Cálculo del Equilibrio Químico para Sistemas Relativamente Simples OBJETIVOS: Al finalizar esta unidad, los alumnos: • Aplicarán algoritmos, de las formulaciones estequiométrica y no estequiométrica, en

sistemas reales del análisis del equilibrio, para el cálculo de la composición de sistemas multi-reaccionantes relativamente simples .

CONTENIDO: IV.1. Sistemas multi-reaccionantes relativamente simples y su tratamiento

IV.2. Formulación estequiométrica para sistemas relativamente simples IV.3. Formulación no estequiométrica para sistemas relativamente simples

8 Unidad III. Termodinámica Química y Condiciones de Equilibrio OBJETIVOS: Al finalizar esta unidad, los alumnos: • Comprenderán las condiciones para el equilibrio en términos de funciones de

potencial y la descripción termodinámica de un sistema químico al introducir el potencial químico.

• Comprenderán las dos formulaciones de las condiciones de equilibrio: la estequiométrica y la no estequiométrica

• Interpretarán la formulación estequiométrica en términos de las constantes de equilibrio.

• Describirán las formas en que se obtiene la información que se requiere para conocer el potencial químico.

CONTENIDO: III.1. Funciones de potencial termodinámico y criterios de Equilibrio

III.2. Descripción Termodinámica de un sistema químico III.3. Dos formulaciones de las condiciones de equilibrio III.4. La formulación estequiométrica III.5. La formulación no estequiométrica III.6. El potencial químico III.7. Implicaciones de la restricción de no negatividad. III.8. Existencia y singularidad de las soluciones. III.9. La formulación estequiométrica en términos de las constantes de

equilibrio III.10. Celdas electroquímicas. III.11. Formas en que se presenta la información sobre energía libre

estándar

Unidad V. Cinética de reacciones complejas. • Construirán y aplicarán algoritmos computacionales para la caracterización de la cinética

de reacciones complejas en sistemas multirreaccionantes.

v.1 Oscilaciones químicas en sistemas isotérmicos cerrados. Fenomenología y Análisis Matemático. v.2 Oscilaciones termocinéticas en un sistema cerrado v.3 Bifurcaciones de Hopf. Crecimiento de pequeñas oscilaciones y relajación de las

oscilaciones y excitabilidad. v.4 Reacciones Caóticas. v.5 Reacciones de Belusov-Zhabotinsky. El brucelador cinético. v.6 El oregonador cinético. v.7 Diseño de reactores de flujo continuo para reacciones oscilantes. v.8 Formación de Patrones de difusión química. Ecuación de difusión- reacción. Formas

adimensionales. Inestabilidades guiadas por difusión. Formación de patrones estables cuando el estado uniforme es inestable.

v.9 Reacciones heterogéneas. v.10 Oscilaciones complejas y caos químicos.

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA Se emplearán las siguientes técnicas didácticas: Exposición oral del profesor Resolución de problemas Seminarios Presentación de trabajos escritos sobre temas complementarios Programas computacionales como una técnica auxiliar de la enseñanza MÉTODO DE EVALUACIÓN Se realizará por lo menos un examen parcial. Que debe contemplar:

1. Análisis deductivo a nivel razonable. 2. Obtención de resultados numéricos a partir de los algoritmos de computadora REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA Conocimientos básicos de : Equilibrio, Termodinámica Química y Algebra lineal PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA: Profesionales de la Química

BIBLIOGRAFIA BIBLIOGRAFÍA BÁSICA Gray, Peter & Scott, Stephen. Chemical Oscillations and Instabilities. Non linear Chemical Kinetics. Clarendom Press. Oxford, England, 1994 Scott, S. K. Chemical Chaos. Clarendom Press. Oxford, England, 1992 Gray, Peter ; Griffiths, J.F. ; Pappin, A. & Scott, S.K. Complex Chemical Reaction Systems. Springer Verlag. Berlin, Germany, 1987 Field, R.J. & Burger, M. Oscillations and traveling waves in chemical systems. Wiley Interscience, New York, 1985 Scott, S.K. & Griffiths, J.F. & Galwey, A.K. Spatial Inhomogeneities and Transient Behaviour in Chemical Kinetics. Manchester University Press, United Kingdom, 1989 Bar-Eli, K. Nonlinear Phenomena in Chemical Chaos. Springer Verlag. Berlin, Germany, 1981.

Hilborn, Robert. Chaos and Nonlinear Dynamics. Oxford University Press, N.Y. 2001 Berry, R. Stephen & Rice, Stuart A. Physical and Chemical Kinetics Oxford University Press. New York, USA, 2001 Grant, Guy H. & Richards, W. Graham Computational Chemistry Oxford University Press. New York, 1995 Maskill, Howard. Mechanisms of Organic Reactions. Oxford University Press, New York, 1996. Cooke, D. O. Iorganic Chemistry Mechanisms. Royal Chemical Society. London, England, 1979 Smith, W. R.; Missen, R. V. Análisis del Equilibrio Químico en Reacciones Químicas. Teoría y Algoritmos Editorial Limusa. México. 1997.

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA. Aris, R. The Mathematical Theory of Difusión and in Permeable Catalysts. Clarendon Press. Oxford, England, 1975 Gordus A.A Química Analítica Editorial Mc Graw Hill. México. 1991. Harris, D. C. Análisis Químico Cuantitativo Grupo Editorial Iberoamérica. México. 1991. Prigogine, Irya. Introduction to nonequilibrium thermodynamics. Wiley Interscience. New York, 1962 Prigogine, I. & Stengers, I. Order out to chaos. Heinemann, London England, 1983. Glansdorff, P. & Progogine, I. Thermodynamics of Structure, Stability and Fluctuations. Wiley Int. New York, 1971


PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: TRATAMIENTO DE AGUAS DEL SÉPTIMO SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 4 (2 TEÓRICAS/2 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1057 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: SECCIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA CAMPO : COMPLEMENTARIO. MODALIDAD: CURSO TEÓRICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA CONSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN

EL AGUA ES UN RECURSO ESCASO EN NUESTRO PAÍS, POR LO QUE SU USO RACIONAL Y SU TRATAMIENTO UNA VEZ QUE SE HA UTILIZADO EN PROCESOS QUE LA ENSUCIAN, ES DE GRAN IMPORTANCIA. EN ESTE CURSO EL ALUMNO APRENDERÁ LOS PROCEDIMIENTOS MÁS COMUNES PARA TRATAR LAS AGUAS DE USO INDUSTRIAL Y NEGRAS.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO

QUE EL ALUMNO CONOZCA LAS IMPUREZAS QUE CONTIENE EL AGUA DE USO INDUSTRIAL, LA MANERA DE CUANTIFICARLAS Y DE RETIRARLAS, PARA USO DE DICHO RECURSO DENTRO DE LA PLANTA O SU TRATAMIENTO PARA HACERLA CUMPLIR LAS NORMAS DE CALIDAD AMBIENTALES, PREVIO A SU DRENADO. P R O G R A M A : No. de HORAS TEMA : No. de

HORAS TEMA:

4 UNIDAD I. AGUAS NATURALES Y SUS IMPUREZAS CONTENIDO : I.1 Aguas naturales desde el punto de vista de su origen. I.2 Desde el punto de vista de su uso.

20 UNIDAD III. TRATAMIENTO DE AGUA PARA USO INDUSTRIAL CONTENIDO: III.1 Generalidades III.2 Proceso cal-carbonato en frío. III.3 Proceso cal-carbonato en caliente. III.4 Ablandamiento y desmineralización del agua III.5 Estudio de costos de los procesos de ablandamiento y desmineralización. III.6 Corrosión e incrustación. Causas y forma de evitarlas III.7 Tratamiento interno de calderas. III.8 Cloración del agua. III.9 Tratamientos biológicos de purificación de aguas negras

20 UNIDAD II. ANÁLISIS DEL AGUA CONTENIDO : II.1 Toma de muestras. II.2 Determinaciones Inmediatas. II.2.1 Temperatura II.2.2 Propiedades organolépticas II.2.3 Oxígeno disuelto II.2.4 Alcalinidad y acidez II.2.5 Dióxido de Carbono II.3 Otras Determinaciones. II.3.1 pH II.3.2 Oxígeno Consumido II.3.3 Sulfatos. II.3.4 Cloruros II.3.5 Sílice II.3.6 Calcio II.3.7 Magnesio II.3.8 Hierro II.3.9 Aluminio II.3.10 Dureza total, temporal y permanente II.3.11 Sólidos totales, en suspensión y disueltos.

20 UNIDAD IV. TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS DE PURIFICACIÓN DE AGUAS NEGRAS. CONTENIDO: IV.1 Tratamientos anaeróbicos. IV.2 Tratamientos aeróbicos. IV.3 Lodos activados

PRÁCTICAS :

Se pretende motivar al estudiante en la realización de trabajo experimental bajo la base de un programa de laboratorio para que después de realizado éste, el estudiante seleccione un proyecto que le permita solicitar su criterio para proponer una solución adecuada bajo la guía del profesor de laboratorio (de acuerdo al enfoque de la carrera). Este tipo de trabajo se planea de tal forma que el estudiante pueda obtener una visión de conjunto de la parte o partes de su curso. SE SUGIEREN LAS SIGUIENTES EXPERIENCIAS PRÁCTICAS:

1. Preparación de Soluciones. 6. Tratamiento cal-carbonato en frío y análisis de agua tratada, dureza, alcalinidad y oxígeno disuelto

2. Análisis químico del agua: a) aspecto del agua b) pH c) alcalinidad d) ácido carbónico e) oxígeno disuelto

7 Proyecto.

3. Análisis químico del agua (2ª parte): a) Oxígeno consumido b) Cloruros c) Sólidos

4. Análisis químico del agua (3ª parte): a) Dureza. b) Sulfatos c) Sílice

5. Cálculo del tratamiento

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA : Se basa en la presentación de seminarios de los diferentes temas de las unidades del curso y realización de discusiones generales después de cada unidad tomando como base cuestionarios previos del tema, que resuelven los estudiantes. MÉTODO DE EVALUACIÓN : Para la evaluación se toman en cuenta diversos aspectos como son : - Seminarios que incluye el manejo de la bibliografía, preparación del tema y presentación ante el grupo. - Resolución de cuestionarios previos. - Participación. - Trabajo de laboratorio. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA : Ninguno. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA : Químicos, Ingenieros Químicos

B I B L I O G R A F Í A B Á S I C A Romero Jairo Alberto Calidad del agua. Alfaomega- Escuela Colombiana de Ingeniería. Bogotá Colombia. 2000.Sanks, R.L. Water treatment plant design for the practicing engineer.Scientific Pub. Ann Arbor, Michigan, 1995 Rigola, Miguel.

Tratamiento de Aguas Industriales. Alfaomega-Marcombo. Barcelona, 1997 Ramalho, Rubens S. Tratamiento de Aguas Residuales. Reverté. Barcelona, España, 1998 Powel, S.T.. Water conditioning for industry. Mc Graw Hill. New York, 1994

Nordell, E. Tratamiento de agua para la industria y otros usos. CECSA, México 1979. Babbit, H. Alcantarillado y tratamiento de aguas negras CECSA, México, 1995.

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA : Austin, George T. Manual de Procesos Químicos en la Industria. Mc Graw Hill. México, 1998

Maskew Fair, Gordon; Geyer, John Charles; Okun, Daniel Alexander. Ingeniería sanitaria y aguas residuales, vol. 1,2,3 Ed. Limusa. México, 1993

OPTATIVAS DE FORMACIÓN GENERAL


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: ANTROPOLOGÍA SOCIAL I DEL 2°, 7° u 8° SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 2 (2 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 2 CLAVE: 1058 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE CIENCIAS SOCIALES CAMPO : FORMACIÓN GENERAL MODALIDAD: SEMINARIO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE . ANTROPOLOGÍA SOCIAL II

INTRODUCCIÓN

Una de las ramas de las Ciencias Sociales es la Antropología, el estudio de las características sociobiológicas y culturales de las sociedades humanas. Es importante que todo

profesionista conozca el medio social al que va a prestar sus servicios, para poder adaptarse mejor y rendir mejores resultados, tanto como ser humano como profesional. Se espera que este curso ayude al estudiante a conocer las características biosocioculturales de las comunidades en las que se desenvolverá durante su desarrollo profesional.


Ubicar al estudiante en el contexto biosocio-cultural de nuestros grupos étnicos y sociales, para mejorar las interacciones mediante la convivencia y la observación participante. P R O G R A M A : No. de HORAS TEMA : No. de

HORAS TEMA:

8 UNIDAD I. A N T E C E D E N T E S CONTENIDO : I.1 Caracteres de la antropología, como proceso biosocio-cultural. I.2 Observación participativa. I.3 Interacción y acción de grupos. I.4 Diacronía y sincronía.

8 UNIDAD II. EL HOMBRE Y SU HABITAT. CONTENIDO : II.1 Aspectos de Ecología, Etología y Ergonomía. II.2 El medio Ambiente. II.3 El hombre y su ambiente. II.4 El hombre en su proceso de trabajo. II.5 El hombre y su evolución social.

8 UNIDAD III. PERIODIZACIÓN DE LAS ETAPAS HISTÓRICAS. CONTENIDO : III.1 Modelos unilineales y multilineales. III.2 Etapas : depredadores, recolectores, pastores, agricultores. III.3 La industrialización.

8 UNIDAD IV LA CULTURA COMO ADAPTACIÓN AL MEDIO. CONTENIDO : IV.1 Medios de sobrevivencia (la reproducción de las condiciones de producción). IV.2 Estructuras de organización social.

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA : Exposición oral del tema por el profesor. Lecturas. Exposición por equipos. MÉTODO DE EVALUACIÓN : Exámenes parciales. Tareas. Entrega de trabajos.

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA : Ninguno. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA : Profesionales del área de ciencias sociales y humanísticas.

B I B L I O G R A F Í A

BÁSICA : Aguirre, A. Diccionario técnico de Antropología. Marcombo. Barcelona, España, 1988 Cavalli, Sforza, Luca Francesco. ¿Quiénes somos? Historia de la diversidad humana. Salvat Editores, Barcelona, 1994 Cohen, J. (Editor). Man in Adaptation : The Biosocial background. The cultural Present. The Institutional Framework. Aldinee publishing Co. Chicago Ill. 1978

Ember, Carol R. & Ember, Melvin Antropología Cultural. 8a Edición. Prentice Hall. México, 1998. Ossowski E. Estructura de clases y conciencia social. Ediciones Península. Barcelona, España. 1969.

Beals, R.L. and Hoijer, H. An Introduction to Antropology. Mc. Millan Co. New York. 1998. Daryll, F.C. Habitat, Economy and Society. Metuen and Co. Ltd. London 1984 Ribeiro, D. El Proceso civilizatorio : De la Revolución Agrícola a la Termonuclear. Centro Editor de América latina, S.A. Buenos Aires. 1997. COMPLEMENTARIA : Palerm, A. and Wolf E. Agricultura y Civilización en Mesoamérica. Sep. Setentas. México. 1972. Fried, M. H. Readings in antropology. Vols. I and II. Thomas Y. Crowell Co. New York . 1968.


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: ANTROPOLOGÍA SOCIAL I I DEL 7°, 8° ó 9° SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 2 (2 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 2 CLAVE: 1059 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE CIENCIAS SOCIALES CAMPO : FORMACIÓN GENERAL MODALIDAD: SEMINARIO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA ASIGNATURA PRECEDENTE: ANTROPOLOGÍA SOCIAL I ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN. Cuando se profundiza en el conocimiento de los aspectos históricos, ecológicos y culturales de una comunidad, se puede comprender mejor las características de sus organizaciones

socioeconómicas locales. En este curso se pretende que el estudiante adquiera una visión clara de las condiciones socioeconómicas de las diferentes comunidades regionales de nuestro país, donde finalmente prestará sus servicios; la forma en que dichas comunidades se encuentran organizadas para su propio desarrollo económico interno y para las interrelaciones con otras comunidades; así como, de acuerdo a su historia, sus posibilidades de desarrollo a futuro.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO. Al final del curso, el alumno deberá de : Tener una visión clara de las condiciones socioeconómicas y culturales de las diferentes comunidades de nuestro país; entender su organización socioeconómica y sus expectativas de

desarrollo a futuro. P R O G R A M A : No. de HORAS TEMA :

10 UNIDAD I. ECONOMÍA REGIONAL. CONTENIDO : I.1 El control de los medios de producción. I.2 Agricultura de subsistencia y agricultura para la comercialización y para la industrialización.

10 UNIDAD II. ORGANIZACIÓN SOCIAL. CONTENIDO : II.1 Niveles de integración social. II.2 Estamentos y clases sociales.

12 UNIDAD III. EL INTERCAMBIO SOCIOECONÓMICO DE LA COMUNIDAD. CONTENIDO : III.1 La interrelación de centros coordinadores y la comunidad. III.2 Modernización vs. Atraso. III.3 Educación, salud y empresas campesinas.

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA : Exposición oral, apoyada con material visual de diferente naturaleza. MÉTODO DE EVALUACIÓN : Exámenes parciales. Entrega de trabajos Tareas.

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA : Ninguno. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA : Profesionales del área de ciencias sociales y humanísticas


BÁSICA: Cohen, J. (Editor). Man in Adaptation : “The Biosocial background. The cultural Present. The Institutional Framework”. Aldinee publishing Co. Chicago Ill. 1988. Ossowski E. Estructura de clases y conciencia social. Ediciones Península. Barcelona, España. 1979. Beals, R.L. and Hoijer, H. An Introduction to Antropology. Mc. Millan Co. New York. 1991. Daryll, F.C. Habitat, Economy and Society. Metuen and Co. Ltd. London 1934.

Ember, Carol R. & Ember, Melvin Antropología Cultural. 8a Edición. Prentice Hall. México, 1998. Fried, M. H. Readings in antropology. Vols. I and II. Thomas Y. Crowell Co. New York . 1968. Foreman Peck, James História Económica Mundial. Prentice Hall. México, 1995 Heilbroner, Robert & Milberg, William La evolución de la Sociedad Económica. Pearson Education, México, 1999 Jones, Charles L. Introducción al Crecimiento Económico. Pearson Education, 2000. Ribeiro, D. El Proceso civilizatorio : De la Revolución. Agrícola a la Termonuclear. Centro Editor de América latina, S.A. Buenos Aires. 1971. COMPLEMENTARIA: Palerm, A. and Wolf E. Agricultura y Civilización en Mesoamérica. Sep. Setentas. México. 1972. Fried, M. H. Readings in antropology. Vols. I and II. Thomas Y. Crowell Co.New York . 1968.



PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: COMUNICACIÓN ORAL Y ESCRITA DEL 2°, 7°, 8° ó 9° SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 2 (2 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 2 CLAVE: 1060 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE CIENCIAS SOCIALES CAMPO : FORMACIÓN GENERAL MODALIDAD: CURSO TEÓRICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE . NINGUNA

INTRODUCCIÓN La comunicación es fundamental para la buena marcha de una empresa o de cualquier grupo humano. En este curso se practican dinámicas de grupo para que el alumno aprenda a

expresar sus ideas en forma clara y precisa, tanto en forma oral como escrita, y pueda establecer una comunicación efectiva y cordial con sus compañeros de trabajo, y en general con la sociedad.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO. El alumno se familiarizará con las técnicas adecuadas de comunicación oral y escrita para un mejor desarrollo de sus actividades profesionales en el área de la

ingeniería química. P R O G R A M A : No. de HORAS TEMA : No. de

HORAS TEMA:

1 UNIDAD I. INTRODUCCIÓN CONTENIDO : I.1 Objetivos I.2 Justificación del programa. I.3 Utilidad de tomar este curso

4 UNIDAD V EL PROCESO DE COMUNICACIÓN CONTENIDO V.1 La ciencia de la comunicación humana V.2 Elementos del proceso de la comunicación V.3 Causas que alteran el proceso de comunicación

2 UNIDAD II. EL APRENDIZAJE CONTENIDO : II.1 Concepto de aprendizaje. II.2 Características de los juicios matemáticos II.3 La complejidad moral, sicológica, social y política. II.4 Ejemplos.

6 UNIDAD VI LA COMUNICACIÓN COMO INSTRUMENTO PARA CONOCER AL PRÓJIMO, “LOQUERE TU TE VIDEAM” CONTENIDO VI.1. El lenguaje VI.2 La motivación VI.3 El entrenamiento en la comunicación oral

2 UNIDAD III. IMPORTANCIA CULTURAL PARA EL DESARROLLO PERSONAL Y EL ÉXITO PROFESIONAL CONTENIDO : III.1 Definición de los valores humanos III.2 La cultura como prelación (orden de preferencia) III.3 La cultura como capacidad para entender mejor a nuestros semejantes III.4 El discurso científico.

6 VII UNIDAD LA IMPORTANCIA DE HABLAR BIEN EN PÚBLICO CONTENIDO VII.1 Saber qué decir VII.2 Leer a fondo, por costumbre VII.3 Escuchar los discursos de los buenos oradores y sus escritos VII.4 Dominar el pánico escénico y para tomar la palabra

5 UNIDAD IV. LA COMUNICACIÓN CONTENIDO : IV.1El incremento de las comunicaciones en los últimos años. IV.2 La influencia de la comunicación en las elecciones de políticos, en las costumbres y modas. IV.3 La comunicación en el intercambio comercial y la transformación del mundo.

6 VIII UNIDAD APRENDER A ESCRIBIR CORRECTAMENTE CONTENIDO VIII.1 El lenguaje VIII.2 Elementos de la oración o frase. Ejercicicos VIII.3 Construcción lógica de la oración VIII.4 Coherencia y claridad en la oración VIII.5 Reglas prácticas de redacción. Ejercicios

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA : Exposición oral del profesor. Lecturas obligatorias. Audiovisuales Seminarios Trabajos de investigación MÉTODO DE EVALUACIÓN : Exámenes parciales. Examen final. Trabajos.

Tareas. Participación en clase REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA : Ninguno. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA : Profesionales del área de la Química y/o profesionales del área de ciencias sociales y humanísticas

BIBLIOGRAFÌA BÁSICA : Adler, Mortimer. Cómo leer ciencia y matemáticas, CONACYT, México, 1982. Baena, Guillermina. Manual para elaborar trabajos de investigación documental, Editores Unidos, México, 1992. Tamayo y Tamayo, Mario. El proceso de la investigación científica. Fundamentos de Investigación, Limusa, México,1991. Benveniste, Emile. Problemas de lingüística general, Siglo XXI, México, 1980 González Darder Javier et al. Expresión Escrita. Pearson Education. México, 1996 Vivaldi, Gonzalo Martín. Curso de Redacción, Paraninfo, Madrid,1980. Montaner, Pedro & Moyano, Rafael. ¿Cómo nos Comunicamos?. Perason Education. México, 1993 González, Reyna Susana, Manual de redacción e investigación documental, Trillas, México, 1988. Palou, Pedro Ángel. Redacción. Tomos I y II. Pearson Education, 1997 Metodología del Método Científico. Academia de Ciencias de Cuba y academia de Ciencias de la URSS, Ediciones Quinto Sol, México,1985.

Mounin, George. La literatura y sus tecnocracias, FCE, México,1983. Pérez Avila, Noé. Como hacer una investigación, Ediciones de superación académica, México,1984. Torres, H. Técnicas del aprendizaje y la disertación. Editia, México, 1995. Schram, W. La ciencia de la comunicación humana. Grijalbo, México, 1992. Guaquelin, F. Saber comunicarse. Mensajero. Bilbao, 1992 COMPLEMENTARIA : Sapir, Edward, El lenguaje, FCE, México,1980. Taborga, Huáscar. Cómo hacer una tesis, Grijalbo, México/Barcelona, Buenos Aires, 1980. Rosas, Rosa María. Ortografía. Ejercicios. Pearson Education. 1995 Pecina H. José Carmen y Rosas S., Rosa María. Ortografía. Pearson Education, 1998. Tenorio Bahena, Jorge. Redacción, conceptos y ejercicios, McGraw-Hill, México, 1983. Tusón, Jesús. Teorías gramaticales y análisis sintético, Teide, Barcelona,1980.


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: DESARROLLO ORGANIZACIONAL DEL 2°, 7°, 8° ó 9° SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 2 (2 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 2 CLAVE: 1061 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE CIENCIAS ADMINISTRATIVAS CAMPO : FORMACIÓN GENERAL MODALIDAD: CURSO TEÓRICO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE . NINGUNA

INTRODUCCIÓN Este curso presenta los conceptos básicos de la administración estratégica de organizaciones empresariales, los cuales le permitirán al estudiante formular, planear, implementar y

evaluar, estrategias para el desarrollo de todo tipo de organizaciones, industriales, educacionales, filosóficas, deportivas, etc.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO. El alumno comprenderá la estructura de la organización relacionándola con el factor humano, los grupos y el individuo y aplicará las teorías del comportamiento

humano de las organizaciones, en el diseño de sistemas de actividad humana. P R O G R A M A : No. de HORAS TEMA : No. de

HORAS TEMA:

2 UNIDAD I. LA INGENIERÍA QUÍMICA Y EL COMPORTAMIENTO ORGANIZACIONAL CONTENIDO : I.1 Relaciones interdisciplinarias de la Ingeniería. I.2 El enfoque sistemático. I.3 La Ingeniería química ante la problemática organizacional contemporánea. I.4 Comportamiento organizacional I.5 Tipo de organizaciones I.6 La Ingeniería química ante la problemática organizacional

6 UNIDAD III. PROCESOS INTERPERSONALES EN LAS ORGANIZACIONES CONTENIDO : III.1 Teoría de las necesidades de Maslow III.2Teorías de la motivación. III.3 Modelos de sistemas de motivación III.4 Motivos significativos para la conducta en las organizaciones

4 UNIDAD II. LOS INDIVIDUOS, SUS CARACTERISTICAS Y EL MEDIO AMBIENTE ORGANIZACIONAL CONTENIDO : II.1 Características individuales. II.2 El individuo en interacción con la organización II.3 Elementos del sistema II.4 Sistema social. II.5 El papel (el rol). II.6 El estatus. II.7 Cultura organizacional.

4 UNIDAD IV. LA COMUNICACIÓN Y LAS RELACIONES EN LA ORGANIZACIÓN CONTENIDO : IV.1 Comunicación dentro de la administración IV.2Comunicación y percepción. IV.3 Tipos de comunicación IV.4 Aprendiendo a escuchar IV.5 Diseño y comunicación organizacional IV.6 Técnicas grupales para la comunicación. IV.7 Estructuras organizacionales y la toma de decisiones

6 UNIDAD V. MANEJO DEL CONFLICTO EN LAS ORGANIZACIONES CONTENIDO : V.1Fuentes del conflicto organizacional. V.2 Dinámica de los conflictos V.3 Consecuencias y manejo del conflicto

6 UNIDAD VII. LIDERAZGO Y DESARROLLO ORGANIZACIONAL CONTENIDO VII.1 Comportamiento de liderazgo VII.2 Estilos y teorías de liderazgo VII.3 Características del desarrollo organizacional VII.4 Procesos y etapas de cambio VII.5 Futuro del desarrollo organizacional VII.6 Etica profesional en las relaciones comerciales, financieras y humanas

4 UNIDAD VI. CLIMA Y MODELOS DEL COMPORTAMIENTO ORGANIZACIONAL CONTENIDO : VI.1 Clima organizacional VI.2 Modelos de comportamiento organizacional VI.3 Modificación del comportamiento organizacional

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA : Se efectúa a través de : - Exposición oral - Exposición audiovisual - Ejercicios dentro de clase - Ejercicios fuera del aula - Debate - Seminarios - Lecturas obligatorias - Trabajos de investigación.

MÉTODO DE EVALUACIÓN : Se efectúa a través de : - Exámenes parciales - Exámenes finales - Trabajos y tareas fuera del aula - Participación en clase REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA : Ninguno. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA : Profesionales del área de la Química y/o profesionales del área de ciencias sociales y humanísticas


BÁSICA : French, Wendell & Bell, Cecil H. Desarrollo Organizacional. Pearson Education. México, 1995 Zepeda Herrera, Fernando. Psicología Organizacional. México, Prentice Hall, 1999. Kolb, D.A., Rubin, I.M. y Mc. Intayre, J.M. Psicología de las organizaciones México, Prentice Hall, 1979. Trueba, Urbina. Nueva Ley del Trabajo reformada. México, Porrúa, 1990. McGregor, Douglas.

El aspecto humano en las organizaciones México, Ed. Diana, 1997. Gordon , Judith R. Comportamiento Organizacional. Prentice Hall. México, 1997 Shein, E.H. Psicología de la organización. España, Prentice Hall, 1991 Buen Lozano, Néstor Derechos del Trabajo. Tomos I y II México, Porrúa, 1994. Colección jurídica. Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos. México, Olimpo, 1995. Robbins, Stephen P. Comportamiento Organizacional.

Pearson Education. México, 1999 COMPLEMENTARIA : Levison, Harry. Conflictos que aquejan a la empresa familiar. Fascículo No. 32 Biblioteca Harvard de Administración de empresas. México, 1994. Ackoff, Rusell. Un concepto de planeación de empresas. México, Limusa 1996. Ouchi, William Teoría ..z.. México. Fondo Educativo Interamericano. 1992.


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: ÉTICA PROFESIONAL DEL 9° SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 4 (4 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 4 CLAVE: 1062 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE CIENCIAS SOCIALES CAMPO : FORMACIÓN GENERAL MODALIDAD: SEMINARIO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE . NINGUNA INTRODUCCIÓN A lo largo de la historia de la humanidad, las diferentes sociedades culturales han establecido distintas normas de comportamiento moral. En el mundo actual de la globalización, se puede identificar un conjunto de lineamientos éticos, por lo menos en el campo del desenvolvimiento profesional. El conocimiento de dichos lineamientos morales, es importante para el desarrollo profesional en cualquier área del conocimiento, pero sobre todo en aquellos campos laborales donde hay que proteger intereses como la propiedade de patentes de inventos o productos comerciales, la no explotación excesiva de los subempleados, etc. Este curso da la oportunidad a los estudiantes de noveno semestre que la elijan, de conocer las normas morales en las diversas áreas de ejercicio de su profesión.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO. Al final del curso el alumno será capaz de analizar problemas específicos a los que tendrá que enfrentarse en su vida profesional y acrecentará su habilidad para resolverlos adecuadamente dentro de los márgenes de la ética profesional. Además reconocerá la importancia de tomar conciencia de la delicada responsabilidad que se asume en el ejercicio de la profesión con base a una referencia filosófica y su realidad de servicio. P R O G R A M A : No. de HORAS TEMA : No. de

HORAS TEMA:

4 UNIDAD I. I N T R O D U C C I Ó N OBJETIVO : Identificará los elementos actuales que conforman la moralidad como base para una adecuada formación profesional ética. CONTENIDO : I.1 Introducción a la Etica Profesional, por medio de los conceptos generales de esta, en su diversidad de expresiones para asignarla y una motivación fundamentada en su aplicación actual.

6 UNIDAD IV. CONCIENCIA MORAL OBJETIVO : El alumno distinguirá los móviles internos y externos que forman y pueden deformar su conciencia moral. CONTENIDO : IV.1 Naturaleza de la conciencia moral ; su génesis y desarrollo, el discernimiento como causa de esta conciencia y como instancia de apelación ética. IV.2 Psicopatología de la conciencia moral.

6 UNIDAD II. ÉTICA PROFESIONAL OBJETIVO : El alumno analizará y fundamentará la ética profesional a través de elementos filosóficos existenciales. CONTENIDO. : II. El sentido ético de la existencia humana, su dimensión ética en la conducta humana, su estructura sociocultural como base en el concepto, fin e importancia de la ética profesional.

6 UNIDAD V. V A L O R E S OBJETIVO : Descubrirá la importancia vivencial de los valores y virtudes fundamentándose en bases filosóficas y en sus experiencias. CONTENIDO : V.1 El valor moral como mediación objetiva de la moralidad, las virtudes. V.2 La opción fundamental y cual es por ende la actitud moral.

6 UNIDAD III. ESTRUCTURA ANTROPOLÓGICA OBJETIVO : El alumno apreciará la adecuación existente entre el comportamiento moral y su estructura antropológica como apoyo para un responsable y libre actuar humano. CONTENIDO : III.1 La estructura antropológica del comportamiento moral, la estructura formal del obrar humano y la libertad.

6 UNIDAD VI. N O R M A S OBJETIVO : Con base en los objetivos anteriores el alumno distinguirá los tipos de normas y los juicios morales siendo reflexivo para emitirlos. CONTENIDO : VI.1 La norma moral en la expresión del valor moral, los juicios morales, la estructura lógica del discurso ético.

6 UNIDAD VII. P R O F E S I Ó N OBJETIVO : El alumno destacará la responsabilidad y dignidad que lleva consigo su profesión ante su conciencia y la de los demás y que no podrá ocultar. CONTENIDO : VII.1 La responsabilidad consigo mismo ; competencia intelectual física y moral, responsabilidad con la familia con la sociedad, con los colegas y clientes, con la profesión.

6 UNIDAD X. OBLIGACIONES LEGALES Y ÉTICAS OBJETIVO : Inferirá las obligaciones legales y éticas en toda experimentación para mejorar las condiciones de vida, respetando siempre la dignidad de la persona. CONTENIDO : X.1 Conocerá por este objetivo sus deberes y derechos legales y éticos dentro de la ejecución de su carrera, reconociéndolos, y observando la importancia de la dignidad personal.

6 UNIDAD VIII. R E S P O N S A B I L I D A D OBJETIVO : Tomará conciencia de la responsabilidad que tiene en la elaboración y control de calidad en medicamentos, alimentos y cosméticos. CONTENIDO : VIII.1 Con base en los criterios establecidos de conciencia y responsabilidad, el alumno podrá inferir su practicidad y trascendencia social dentro de la labor propia de su carrera.

6 UNIDAD XI. CÓDIGO DEL INGENIERO QUÍMICO OBJETIVO : Apreciará la necesidad que tiene el Ingeniero Químico , de seguir profundizando en sus conocimientos y técnicas para ejercer más responsablemente su profesión. CONTENIDO : XI.1 Caerá en la cuenta de acuerdo a lo ya conocido y a elementos dados por la experiencia de la necesidad de seguir estudiando para renovarse y realmente ser útil y ético como científico.

6 UNIDAD IX. A D M I N I S T R A C I Ó N OBJETIVO : Advertirá la necesidad de valorar éticamente la administración de la Industria Química. CONTENIDO : IX.1 De acuerdo a los valores ya analizados y con base en su realidad, jerarquizará cual es el valor más importante dentro de dicha administración y como preservarlo(s).

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA : Exposición oral, apoyada con material audiovisual. Seminarios. Puesta en común. MÉTODO DE EVALUACIÓN : Realizar por lo menos tres exámenes parciales. Por participación. Trabajos y tareas. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA : Ninguno. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA : Profesionales del área de la Química y/o profesionales del área de ciencias sociales y humanísticas

B I B L I O G R A F Í A BÁSICA : Marciano Vidal. Moral de Actitudes. II. Ética de la persona. Ed. P.S. Madrid. 4o ed. 1997. Alatorre Padilla Roberto.- Ética ( manual) Ed. Porrúa México 1985 4o ed. Sanabria José Rubén..- Ética. Ed. Porrúa México 199, 4o ed. Martínez Del Campo Rafael.- Ética. Ed. Jus. México, 6o ed.1997. Gutiérrez Saenz Raúl.- Introducción a la Ética. Ed. Esfinge. México11o ed.1995. Boladeras Cucurella, Margarita. Bioética . Ed. Síntesis, 1998. Sanchez Vázquez Adolfo.- Ética.- Ed. Grijalbo, 14o ed. 1993. Robalino S.- Ética profesional.- Ed. Jus. 1o ed. 1992. Muñoz Batista Jorge.- Los Valores en la Educación.- Ediciones ULSA1997. Menéndez, A.- Ética Profesional. Ed. Herrero. México 1967. Fagothey, A.- Ética Teoría y Aplicación. Ed. Interamericana México, 1973. COMPLEMENTARIA : Harring.- Ética de la manipulación. Ed. Herder, Barcelona, 1978. L.A. Muñoyerro.- Código de Deontología Farmaceútica F.A.X. Madrid 1934.



PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: HISTORIA DE LA FÍSICA DEL 1° SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 4 (4 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 4 CLAVE: 1063 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: SECCIÓN DE FÍSICA CAMPO : FORMACIÓN GENERAL MODALIDAD: SEMINARIO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE . NINGUNA

INTRODUCCIÓN

La física, del griego ΦΙΣΙΣ= naturaleza, e ΙΚΕ = tratado, es la ciencia de la naturaleza. La filosofía natural comenzó a desarrollarse en la época de la cultura helenística, destacando filósofos tan importantes como Eratóstenes, Empédocles, Heráclito, Arquímedes y Tales de Mileto, quienes lograron avances tan notables como la teoría heliocéntrica, el descubrimiento de la electricidad y el magnetismo, la medición del perímetro de la tierra y de la distancia al sol, el principio de flotación, etcétera. Durante el imperio romano hubo pocos avances, pero se pueden citar a los logrados por Claudio Ptolomeo y Cleómedes en sus estudios de refracción de la luz. Después de la caída del imperio romano occidental, no se produjo casi ningún progreso científico durante mucho tiempo en Europa. Los árabes de esa época, contribuyeron principalmente a las matemáticas, pero poco se sabe de contribuciones musulmanas a la física. No fue sino hasta el siglo XVIII, cuando el monje franciscano, Roger Bacon, fundó el método científico, y la física pasó de la filosofía abstracta a las comprobaciones experimentales. Durante el renacimiento, mientras los españoles conquistaban mesoamérica, Leonardo da Vinci hizo algunas contribuciones a la física aplicada (describió el funcionamiento de la cámara obscura); y Galileo, utilizando el telescopio recién inventado por un fabricante de anteojos holandés, empezó a escrudiñar el cielo, observando los planetas desde el punto de vista científico, echando a tierra la teoría aristotélica geocéntrica y generándose problemas con la iglesia católica. Poco tiempo después, Johannes Kepler, en 1610, describió la cinemática del sistema planetario solar. Y fue en 1667, cuando sir Isaac Newton, después de su invención del cálculo diferencial e integral, logró establecer los fundamentos de la primera teoría físico-matemática que explicaba el movimiento de los cuerpos, la mecánica clásica. Además de ello, el gran genio británico contribuyó en estudios de óptica, de teoría de potencial y en flujo de fluidos; y dedujo la ley de gravitación universal. Dos siglos más tarde, James Clerk Maxwell fue capaz de resumir las teorías de varios científicos como Coulomb, Faraday, Ampere, y Lenz, en un conjunto de cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales, con las cuales se pueden describir todos los fenómenos electromagnéticos que ocurren en el Universo. El mismo Maxwell hizo trabajos sintéticos relevantes en termodinámica y desarrolló, con Boltzmann, los fundamentos de la mecánica estadística. A finales del siglo XVIII, Laplace pensaba que el universo era determinista y que, dadas las condiciones iniciales de todos los cuerpos del Universo, se podría conocer, resolviendo las ecuaciones de la mecánica clásica, la evolución del mundo, pero. . . . El principio del siglo XX fue espectacular para la física. Vio nacer dos nuevas teorías mecánicas, la relatividad de Einstein y la mecánica cuántica, iniciada por Planck y continuada por de Broglie, Dirac, Fermi y Edwin Schröedinger. Ésta última echó por tierra la hipótesis determinística de Lagrange, ya que el principio de incertidumbre de Heisenberg, introduce aleatoriedad en los procesos físicos a nivel atómico. Einstein nunca estuvo de acuerdo, decía que “dios no juega a los dados”. Finalmente, en la década de los 50’s, Lorentz formuló la teoría del caos determinista, que actualmente domina en la filosofía natural.

Los conceptos de la filosofía natural han estado muy ligados al desarrollo tecnológico de la humanidad. Sin la física no sería posible explicar los fenómenos que

ocurren en la naturaleza y aprovechar ese conocimiento para construir máquinas y desarrollar nuevos productos que mejoran nuestro nivel de vida, aunque también ha

contribuido a la carrera armamentista. Es importante que un estudiante de ingeniería conozca la evolución cronológica de los conceptos de la física y sus repercusiones sociales, económicas, religiosas, culturales y tecnológicas que ha tenido a lo largo de la historia de la humanidad. Además, esto le ayudará a tener un panorama conceptual general de una de las materias más importantes en su formación profesional.


Al finalizar el curso el alumno será capaz de describir la forma en que fueron evolucionando los conceptos de la ciencia de la naturaleza, desde su nacimiento en las culturas clásicas, su etapa como filosofía natural y su madurez como Física, nombre con el que actualmente se conoce. Estos conceptos le permitirán tener una visión más clara de la importancia de la física y las matemáticas en la Ingeniería Química. P R O G R A M A : No. de HORAS TEMA : No. de

HORAS TEMA:

8 UNIDAD I : LA FÍSICA EN LAS CULTURAS CLÁSICAS, EUROPEAS Y AMERICANAS.

OBJETIVOS : • Describir el desarrollo de los primeros conceptos que pretendían

explicar los fenómenos de la naturaleza desarrollados por culturas clásicas como la egipcia la sumeria y la griega

• Explicar los aspectos socioeconómicos relacionados al desarrollo de la física y las matemáticas en las culturas clásicas.

20 UNIDAD III. LA FÍSICA CLÁSICA O NEWTONIANA OBJETIVOS : • Describir la forma en que Sir Isaac Newton desarrolló los principios de la

mecánica clásica, utilizando como herramienta matemática el cálculo diferencial e integral, también desarrollado por él

• Describir como James Clerk Maxwell, apoyado en los trabajos de Faraday, Ampere y Coulomb, fue capaz de resumir la teoría electromagnética clásica a solo cuatro ecuaciones diferenciales.

12 UNIDAD II: LA EDAD MEDIA Y EL RENACIMIENTO OBJETIVOS :

• Explicar los avances en física y matemáticas que fueron logrando progresivamente los monjes de la época medieval y los “científicos” del renacimiento.

• Explicar los aspectos sociales, económicos y religiosos a que dieron lugar los descubrimientos e investigaciones de los “físicos” durante la época medieval y el renacimiento.

24 UNIDAD IV: FÍSICA DEL SIGLO XX OBJETIVOS : • Explicar la forma en que se fueron dando las grandes revoluciones en la

conceptualización del Universo, al aparecer la mecánica cuántica y la mecánica relativista, a principios del siglo XX, y la mecánica estadística a finales del XIX

• Describir como se fueron dando los cambios de la conceptualizaciónde un Universo determinista a uno no determinista, luego a uno aleatorio y finalmente a uno caótico.

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA : La exposición oral, apoyada con material visual de diferente naturaleza que permita el diálogo.

Seminarios MÉTODO DE EVALUACIÓN. Es recomendable realizar por lo menos tres exámenes parciales. Trabajos de Investigación y Tareas. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA :

Ninguno. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA : Profesionales del área de la Química y/o profesionales del área de ciencias sociales y humanísticas


BÁSICA :

Aarons, Arnold B. Evolución de los Conceptos de la Física. Trillas, México, 1970 Isaac Asimov. La Nueva Guía de la Ciencia Colección Muy interesante. México, 1994

Einstein y la Relatividad Saveliev, editorial Mir, Moscú, 1976. Solana Quirós, Pedro E. Fundamentos Físicos de la Ingeniería Universidad Politécnica de Valencia. Valencia España, 1998. Vidaurre, A.; Giménez, M.H. Fundamentos Físicos de la Ingeniería Universidad Politécnica de Valencia, 1996

Autores varios Física Contemporánea, tomo II Universidad Nacional Autonoma de México. México, 1991.

COMPLEMENTARIA:

Colección de Biografías de Grandes Científicos:

Euclides, Tales de Mileto, Arquímedes, Copérnico, Galileo, Leonardo da Vinci, Johannes Kepler, Isaac Newton, Jean Baptiste Fourier, Michael Faraday, James Clerk Maxwell, Osborne Reynolds, Albert Einstein, etc. Disponibles en la Biblioteca de campo 1 de la FES-Cuautitlán. Ediciones de la Enciclopedia Británica. México, 1982.


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: HISTORIA DE LA INGENIERÍA QUÍMICA DEL 1° SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 4 (4 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 4 CLAVE: 1064 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: SECCIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA CAMPO : FORMACIÓN GENERAL MODALIDAD: SEMINARIO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA CONSECUENTE . NINGUNA

INTRODUCCIÓN Esta asignatura se presenta como optativa de elección al estudiante de la carrera de Ingeniería Química, esperando que los alumnos que se interesen en cursarla,

adquieran una visión panorámica de la evolución de la tecnología y ciencia en el entorno de la profesión en la que se están empezando a formar.


Al finalizar el curso el alumno será capaz de explicar las diferentes etapas que a lo largo de la historia de la humanidad han ocurrido en el desarrollo de la ciencia y tecnología química y su influencia en la creación y optimización de procesos químicos industriales (en las diferentes áreas, siderurgia, plásticos y polímeros, refinación y petroquímica, etc.), describiendo las consecuencias socioeconómicas que han tenido en las diferentes sociedades donde se ha desarrollado la ingeniería química. P R O G R A M A : No. de HORAS TEMA : No. de

HORAS TEMA:

8 UNIDAD I : CIENCIA Y TECNOLOGÍA QUÍMICA EN LAS CULTURAS CLÁSICAS, EUROPEAS Y AMERICANAS. OBJETIVOS :

• Describir el desarrollo científico y tecnológico que en el área de la química desarrollaron culturas clásicas como la egipcia, la griega, la romana, la maya y la azteca.

• Explicar los aspectos socioeconómicos relacionados al desarrrollo de la ciencia y tecnología química en las culturas clásicas.

20 UNIDAD III. CIENCIA Y TECNOLOGÍA QUÍMICA MODERNAS. LA REVOLUCIÓN INDUSTRIAL OBJETIVOS : • Explicar la manera en que influyó el método científico en la aceleración de los avances de

la ciencia y tecnología química • Describir las repercusiones socioeconómicasd que trajo consigo la revolución industrial

tanto en Inglaterra y otros países europeos como en el resto del mundo

12 UNIDAD II: LA ÉPOCA DE LA ALQUIMIA Y EL RENACIMIENTO OBJETIVOS :

• Explicar los avances en ciencia y tecnología química que fueron logrando progresivamente los alquimistas árabes y renacentistas al tratar de encontrar la piedra filosofal y la panacea

• Explicar los aspectos sociales, económicos y religiosos a que dieron lugar los descubrimientos e investigaciones de los alquimistas árabes y renacentistas.

24 UNIDAD IV: LA CIENCIA Y TECNOLOGÍA QUÍMICA A PARTIR DEL SIGLO XX OBJETIVOS : • Explicar la importancia de la mecánica cuántica y de la electrónica y computación en el

rápido desarrollo de la ciencia y tecnología química del siglo XX, describiendo los avances en las diferentes áreas, tales como la refinación y petroquímica, la industria de los plásticos, la industria de los alimentos, la biotecnología, etc.

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA : La exposición oral, apoyada con material visual de diferente naturaleza que permita el diálogo. Seminarios MÉTODO DE EVALUACIÓN. Es recomendable realizar por lo menos tres exámenes parciales. Trabajos de Investigación y Tareas. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA : Ninguno. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA : Profesionales del área de la Química y/o profesionales del área de ciencias sociales y humanísticas


BÁSICA :

KIRK, OTHMER. ENCICLOPEDIA DE LA TECNOLOGÍA QUÍMICA. CALPE. MÉXICO, 1972 MUMFORD, LEWIS. TÉCNICA Y CIVILIZACIÓN. TOMO 1. EDIT. ALTAYA. BARCELONA ESPAÑA, 1998 MUMFORD, LEWIS. TÉCNICA Y CIVILIZACIÓN. TOMO 1. EDITORIAL ALTAYA. BARCELONA ESPAÑA, 1998 DOUGLAS, N. HISTORIA DE LA TECNOLOGÍA. EDITORIAL ALFAOMEGA. MADRID, 2002. MULTIMEDIA EDICIONES. ENCICLOPEDIA DE LA CIENCIA Y LA TÉCNICA. PLANETA DE AGOSTINI. MADRID, 2003 COMPLEMENTARIA: MAHAN, BRUCE M. Y ROLLIE J. MEYERS. QUÍMICA, CURSO UNIVERSITARIO. 4ª EDICIÓN. ADDISON-WESLEY IBEROAMERICANA. MÉXICO, 1990 GARRITZ A. Y J.A. CHAMIZO. QUÍMICA. ADISSON-WESLEY IBEROAMERICANA. MÉXICO, 1994 WHITTEN, KENNETH W. Y KENNETH D. GAILEY. QUÍMICA GENERAL. EDIT. ITERAMERICANA. MÉXICO, 1985 CHANG, RAYMOND. QUÍMICA. 4ª EDICIÓN. Mc GRAW-HILL. MÉXICO, 1992 CRUZ-GARRITZ, DIANA ET AL. ESTRUCTURA ATÓMICA, UN ENFOQUE QUÍMICO. ADDISON-WESLEY IBEROAMERICANA. MÉXICO, 1987


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: INFORMACIÓN BIBLIOGRÁFICA DEL 2°,7º ó 9º SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 4 (4 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 4 CLAVE: 1065 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: SECCIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA CAMPO : FORMACIÓN GENERAL MODALIDAD: SEMINARIO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA CONSECUENTE . NINGUNA

INTRODUCCIÓN

La tecnología electrónica ha modificado los procedimientos de búsqueda de información bibliográfica. Sin embargo, es importante saber hacer una buena elección de las rutas más adecuadas para consultar a cerca de temas específicos. En este curso se le enseña al estudiante, a realizar búsquedas rápidas y efectivas de temas científicos y tecnológicos.


Que el estudiante conozca y utilice las técnicas y medios actuales para la realización de la búsqueda e investigación bibliográfica en ciencias y tecnología de la ingeniería química. P R O G R A M A : No. de HORAS TEMA : No. de

HORAS TEMA:

8 UNIDAD I : Introducción. Contenido: 1.1 Elaboración de extractos, resúmenes y abstracts en química e

ingeniería química 1.2 Clasificación y catalogación de libros, revistas y artículos

científicos.

12 UNIDAD III. Otras técnicas Actuales de Información Contenido 3.1 Páginas WEB 3.2 Páneles de Discusión en Red 3.3 Science Citation Index

12 UNIDAD II: Bases de datos Electrónicos. Contenido : 2.1 bases de datos en CD-ROM (Silver, Plate, ERIC, etc.) 2.2 Consultas en Línea (Barras de Información) 2.3 Internet

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA :

Exposición oral, prácticas dentro y fuera del aula, seminarios, lecturas obligatorias y audiovisuales.

La naturaleza de la asignatura requiere para su desarrollo eficaz de la cooperación continua e incondicional de la Biblioteca y Hemeroteca de la Facultad, incluyendo todos sus servicios. MÉTODO DE EVALUACIÓN. Calificación de trabajos escritos y tareas de investigación bibliográfica.

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA : Currricularmente Ninguno; sin embargo, para el correcto desarrollo y aprovechamiento de esta materia es conveniente que el estudiante posea ya cierto criterio y conocimiento sobre la química e ingeniería química, y por lo menos conocimientos de traducción del idioma inglés. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA : Bibliotecarios y Profesionales del área de la Química y/o Ingeniería Química.


BÁSICA :

Crane, E.J.; Patterson, A.M; and Marr, E.B. A guide to literature of Chemistry, 4a Ed. John Wiley and Sons Inc. New York, 1997 Dyson, G.M. A short Guide ro chemical literature, 2a Ed. Longman Green AAN Co. Inc. London, England, 1998 Mollon, M.G. Chemical publication. Their nature and use McGraw Hill Book Co. Inc. New York, 1998 Searching the Chemical Literature. American chemical society. Advances in Chemistry series No. 30, 1961. Special Issues and Sales. A.C.S. Washington, USA, 1961 Bibliografy of Chemical reviews. 4 vols. American Chemical society. Special Issues and sales. Washington, USA, 1992 COMPLEMENTARIA: Kent, A. Information retreival and machine traslation, vol. 3 Interscience publishing inc. New York, 1990

Gensler, W.J. and Censler, K.D. Triving guide for chemists Mc Graw Hill . New York, 1961 Chemical Abstracts Chemical Abstracts Service. American chemical society 1155 sicteenth street. Washington, USA, 2000.


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: RELACIONES HUMANAS DEL 9° SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 4 (4 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 4 CLAVE: 1066 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE CIENCIAS SOCIALES CAMPO : FORMACIÓN GENERAL MODALIDAD: SEMINARIO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA CONSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN.

Además de los conocimientos científicos y tecnológicos que un profesional de la ingeniería química pueda tener, el desempeñarse socialmente de manera correcta, dan la posibilidad de un buen desempeño profesional. Durante este curso de relaciones humanas, el alumno practicára dinámicas de grupo para desenvolverse como individuo sociable.


Permitirá a los participantes relacionar la práctica profesional del Ingeniero Químico con problemas de la realidad nacional. Valorar la trascendencia de las Relaciones Humanas a partir del conocimiento de la conducta. P R O G R A M A : No. de HORAS TEMA : No. de

HORAS TEMA:

8 UNIDAD I : RELACIONES HUMANAS OBJETIVOS : Al término de esta Unidad, los alumnos :

• Explicarán cuál es el vínculo de las Relaciones Humanas con la Ciencia. • Describirán cuál es la importancia y características de las Relaciones Humanas. • Explicarán las implicaciones que tiene para la Ingeniería Química, las

Relaciones Humanas como una actividad científica. • Explicarán el manejo de las Relaciones Humanas como un instrumento

político.

20 UNIDAD III : COMUNICACIÓN OBJETIVOS : Al concluir esta Unidad, los participantes : • Explicarán cuál es la importancia de la comunicación vista como un proceso. • Describirán los diferentes canales de comunicación. • Explicará la importancia del uso del lenguaje para controlar la conducta. • Describirán en que consiste la lucha ideológica. • Explicarán en que consiste la lucha ideológica. • Explicarán las Relaciones Humanas como una categoría social partiendo de formas

concretas de existencia. 12 UNIDAD II: EL SER HUMANO

OBJETIVOS : Al concluir esta Unidad, los participantes :

• Describirán al ser humano desde un enfoque Psicológico y Sociológico. • Explicarán la interrelación de los conceptos : motivación, aprendizaje, actitud,

percepción en la conducta de un individuo. • Explicarán la influencia de la cultura y la sociedad en la situación de grupo. • Identificarán barreras en las Relaciones Humanas en un problema elegido por

ellos.

24 UNIDAD IV: TÉCNICAS GRUPALES OBJETIVOS : Al finalizar esta Unidad, los participantes : • Explicarán las implicaciones de la transferencia de productos y soluciones. • Explicarán la importancia de la transferencia de procesos y metodologías.

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA : La exposición oral, apoyada con material visual de diferente naturaleza que permita el diálogo. MÉTODO DE EVALUACIÓN. Es recomendable realizar por lo menos tres exámenes parciales. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA : Ninguno. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA : Profesionales del área de la Química y/o profesionales del área de ciencias sociales y humanísticas


BÁSICA :

Cano Fuentes, Marco Antonio Las relaciones humanas en el trabajo. Diagnósticos administrativos por computador, 1997.

Soria, Víctor M. Relaciones Públicas y Humanas Ed. Orientación. México, 1998 Álvarez Hernández, M.R. Relaciones Humanas en el Ámbito Laboral Ed. Altaya. Barcelona, España, 2002 Baron, Robert A.; Byrne, Donn Psicología Social. Prentice Hall, México, 1998

Zepeda Herrera, Fernando Psicología Organizacional. Addison Wesley Longman, Pearson Eduction. México, 1999 Strauss, George; Sayles, Leonard. Personal. Problemas Humanos de la Administración. Prentice Hall. México, 1985 COMPLEMENTARIA: Carver, Charles S. & Scheier, Michael F. Teoría de la Personalidad Prentice Hall Hispanoamericana, 1997


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: TALLER DE MANEJO DE IDIOMAS EN CIENCIAS Y TECNOLOGÍA (INGLÉS, FRANCÉS O ALEMÁN) DEL 1° ó 9° SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 4 (4 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 4 CLAVE: 1067 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE CIENCIAS SOCIALES CAMPO : FORMACIÓN GENERAL MODALIDAD: TALLER CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA CONSECUENTE . NINGUNA

INTRODUCCIÓN

El conocimiento de un idioma extranjero es muy valioso para el desarrollo integral de los profesionales de cualquier carrera. Particularmente al ingeniero químico le es muy útil en sus estudios y ejercicio profesional, debido a que un alto porcentaje de la literatura técnica y científica se encuentra en inglés o francés. Además, muy probablemente, durante su ejercicio profesional, tendrá que comunicarse oralmente y por escrito con profesionistas de otros países. Es por ello que se introduce este curso taller de práctica de idiomas extranjeros.


El estudiante logrará la autonomía en la lectura de textos científico Técnicos en la lengua extranjera, a partir de sus conocimientos anteriores y a través del apoyo de elementos lingüísticos del idioma extranjero que le faciliten la compresión y uso de dichos textos. P R O G R A M A : No. de HORAS TEMA : No. de

HORAS TEMA:

8 UNIDAD I. REFLEXIÓN SOBRE LA LECTURA OBJETIVO ESPECÍFICO : El estudiante manejará los diferentes aspectos que están presentes en la complejidad de la lectura. OBJETIVOS OPERACIONALES : El estudiante reconocerá los elementos que interviene en la lectura : Motivación y objetivos de lectura. Tipos de texto, tipos de lecturas y estrategias de lecturas. Conocimientos anteriores. Rol de la memoria. Competencia textual. Competencia lingüística. CONTENIDO : I.1 Diferentes tipos de texto, tanto en español como en lenguas extranjeras.

UNIDAD II. REFLEXIÓN SOBRE LA LECTURA EN LENGUA EXTRANJERA. OBJETIVO ESPECÍFICO : El estudiante reconocerá los elementos que facilitan la lectura en lengua extranjera. OBJETIVOS OPERACIONALES : El estudiante utilizará para la comprensión de textos escritos en lengua extranjera : Transferencias de hábitos de lectura en español. Conocimiento de vocabulario científico técnico en español. Conocimiento de la tipología de textos científico técnicos. CONTENIDO :II.1 Textos de tipología conocida por los estudios en lenguas extranjeras.

8 UNIDAD III. DESARROLLO DE HABILIDADES EN LECTURA EN LENGUA EXTRANJERA. OBJETIVO ESPECÍFICO : El estudiante identificará los elementos lingüísticos característicos en diferentes tipos de textos relacionados con su área de estudio. OBJETIVOS OPERACIONALES : Grupo nominal, la morfología del nombre y del adjetivo CONTENIDO : III.1 Indices y bibliografías. OBJETIVO OPERATIVO : Modos infinitivos, imperativos y formas impersonales equivalentes. CONTENIDO : III.2 Textos instructivos técnicos. OBJETIVO OPERATIVO : Los participios presente y pasado (valor del Adjetivo, la coordinación de grupos nominales por medio de preposiciones). CONTENIDO : III.3 Catálogos de publicaciones y resúmenes. OBJETIVO OPERATIVO : Participio pasado (valor verbal), morfología del participio pasado (género y número), la voz pasiva y la puntuación. CONTENIDO : III.4 Folletos, publicaciones de trabajos científicos y libros de texto. OBJETIVO OPERATIVO : Participio presente (Valor Verbal y la construcciones reflexivas. CONTENIDO : III.5 Uso del diccionario. OBJETIVO OPERATIVO : Marcas de enunciación (los conectores que organizan el discurso cronológicamente) CONTENIDO : III.6 Críticas de libros. OBJETIVO OPERATIVO :Coherencia textual, temporalidad. CONTENIDO : III.7 Artículos de periódicos y revistas de divulgación científica.

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA : El taller de manejo de Idiomas fue concebido como taller, ya que la lectura es considerada como conjunto de habilidades y estas únicamente se adquieren mediante la práctica. Partiendo de que nunca se lee sin objetivo claro de lectura, los textos se introducirán por medio de actividades en donde el alumno tendrá un objetivo claro de la lectura. Dichos textos se seleccionarán de acuerdo al campo de estudio de los alumnos. De esta manera el estudiante tendrá acceso a una mayor cantidad de conocimientos, permitiendo una asimilación más fácil de la lengua extranjera, ya que tiene los conocimientos de referencia que permitirán una acomodación inmediata del mismo. Entendiendo la lectura como un acto de comunicación, un punto muy importante es la gramática ; ésta va a ser tomada únicamente como instrumento para lograr una comprensión más rápida y eficaz, por lo cual se trabajará sobre la reflexión ; de esta manera el estudiante la verá como una herramienta útil y práctica y no como un objeto estático y abstracto de estudio. La progresión se basará sobre la tipología textual fácilmente reconocida por los estudiantes y la complejidad de su discurso. El profesor jugará el rol de moderador en el proceso de enseñanza-aprendizaje para lograr que el estudiante sea un sujeto crítico, creativo e independiente.

MÉTODO DE EVALUACIÓN : Con el fin de tener una evaluación del proceso de enseñanza aprendizaje, ésta se llevará a cabo al final de cada unidad ; de este modo, el estudiante también podrá hacer una autoevaluación que le permita enmendar los errores o gratificarse ante los objetos alcanzados. Ya que nuestro objetivo es llevar al estudiante hacia la autonomía de la lectura de texto científico-técnicos en lengua extranjera, y con fines institucionales, la evaluación sumativa se llevará a cabo de la siguiente manera.

EVALUACIÓN DEL PROCESO 20 pts. EXAMEN PARCIAL 30 pts. EXAMEN FINAL 40 pts. EXPOSICIÓN DE TEMA 10 pts. TOTAL 100 pts.

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA : Ninguno

PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA :

Lic. en Inglés, Lic. en Alemán, Lic. en Francés


BÁSICA : Adams M. J., Starkbj. Les modeloes de la lecture. Bulletín de Pshychollogie No. 356. 81-82 p.p. 657,704. 1992 Beaugrande R. “Les contraintes générales qui affectent le processus de compréhension du langage” Bulletín de Psychollogie No. 356. 1992. Beacco J.C., Darot M. Analyse de discours et lectures de textes de specialité. AUPELF (Strasbourg julio 1977). Tangliante Ch. “L’ evaluation” CLE INTERNATIONALE 1991. Bruner J. S : Los processus de préparation a la percepctión, en Brunner J. S., Bresson. 1993

Comisión InterEnep´s. Activilure-Lectivite. 1992. Galisson R. “Evaluation didactologique du modéle” Actos del V Congreso de la A.M.I. F.R.A.M. 1989. COMPLEMENTARIA : Mothe J. C. Lèvaluation par les tests dans la classe de francaise”. HACHETTE-LAROUSE 1983. Coste D. “Lire le sens” CREDIF.* *Documentos a mimeógrafo.


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA: TALLER DE MANEJO DE IDIOMAS EN CIENCIAS Y TECNOLOGÍA (INGLÉS, FRANCÉS O ALEMÁN) DEL 1° ó 9° SEMESTRE . DE LACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA . HORAS/SEMANA : 4 (4 PRÁCTICAS) CRÉDITOS : 4 CLAVE: 1067 ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE CIENCIAS SOCIALES CAMPO : FORMACIÓN GENERAL MODALIDAD: TALLER CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA CONSECUENTE . NINGUNA

INTRODUCCIÓN

El conocimiento de un idioma extranjero es muy valioso para el desarrollo integral de los profesionales de cualquier carrera. Particularmente al ingeniero químico le es muy útil en sus estudios y ejercicio profesional, debido a que un alto porcentaje de la literatura técnica y científica se encuentra en inglés o francés. Además, muy probablemente, durante su ejercicio profesional, tendrá que comunicarse oralmente y por escrito con profesionistas de otros países. Es por ello que se introduce este curso taller de práctica de idiomas extranjeros.


El estudiante logrará la autonomía en la lectura de textos científico Técnicos en la lengua extranjera, a partir de sus conocimientos anteriores y a través del apoyo de elementos lingüísticos del idioma extranjero que le faciliten la compresión y uso de dichos textos. P R O G R A M A : No. de HORAS TEMA : No. de

HORAS TEMA:

8 UNIDAD I. REFLEXIÓN SOBRE LA LECTURA OBJETIVO ESPECÍFICO : El estudiante manejará los diferentes aspectos que están presentes en la complejidad de la lectura. OBJETIVOS OPERACIONALES : El estudiante reconocerá los elementos que interviene en la lectura : Motivación y objetivos de lectura. Tipos de texto, tipos de lecturas y estrategias de lecturas. Conocimientos anteriores. Rol de la memoria. Competencia textual. Competencia lingüística. CONTENIDO : I.1 Diferentes tipos de texto, tanto en español como en lenguas extranjeras.

UNIDAD II. REFLEXIÓN SOBRE LA LECTURA EN LENGUA EXTRANJERA. OBJETIVO ESPECÍFICO : El estudiante reconocerá los elementos que facilitan la lectura en lengua extranjera. OBJETIVOS OPERACIONALES : El estudiante utilizará para la comprensión de textos escritos en lengua extranjera : Transferencias de hábitos de lectura en español. Conocimiento de vocabulario científico técnico en español. Conocimiento de la tipología de textos científico técnicos. CONTENIDO :II.1 Textos de tipología conocida por los estudios en lenguas extranjeras.

8 UNIDAD III. DESARROLLO DE HABILIDADES EN LECTURA EN LENGUA EXTRANJERA. OBJETIVO ESPECÍFICO : El estudiante identificará los elementos lingüísticos característicos en diferentes tipos de textos relacionados con su área de estudio. OBJETIVOS OPERACIONALES : Grupo nominal, la morfología del nombre y del adjetivo CONTENIDO : III.1 Indices y bibliografías. OBJETIVO OPERATIVO : Modos infinitivos, imperativos y formas impersonales equivalentes. CONTENIDO : III.2 Textos instructivos técnicos. OBJETIVO OPERATIVO : Los participios presente y pasado (valor del Adjetivo, la coordinación de grupos nominales por medio de preposiciones). CONTENIDO : III.3 Catálogos de publicaciones y resúmenes. OBJETIVO OPERATIVO : Participio pasado (valor verbal), morfología del participio pasado (género y número), la voz pasiva y la puntuación. CONTENIDO : III.4 Folletos, publicaciones de trabajos científicos y libros de texto. OBJETIVO OPERATIVO : Participio presente (Valor Verbal y la construcciones reflexivas. CONTENIDO : III.5 Uso del diccionario. OBJETIVO OPERATIVO : Marcas de enunciación (los conectores que organizan el discurso cronológicamente) CONTENIDO : III.6 Críticas de libros. OBJETIVO OPERATIVO :Coherencia textual, temporalidad. CONTENIDO : III.7 Artículos de periódicos y revistas de divulgación científica.

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA : El taller de manejo de Idiomas fue concebido como taller, ya que la lectura es considerada como conjunto de habilidades y estas únicamente se adquieren mediante la práctica. Partiendo de que nunca se lee sin objetivo claro de lectura, los textos se introducirán por medio de actividades en donde el alumno tendrá un objetivo claro de la lectura. Dichos textos se seleccionarán de acuerdo al campo de estudio de los alumnos. De esta manera el estudiante tendrá acceso a una mayor cantidad de conocimientos, permitiendo una asimilación más fácil de la lengua extranjera, ya que tiene los conocimientos de referencia que permitirán una acomodación inmediata del mismo. Entendiendo la lectura como un acto de comunicación, un punto muy importante es la gramática ; ésta va a ser tomada únicamente como instrumento para lograr una comprensión más rápida y eficaz, por lo cual se trabajará sobre la reflexión ; de esta manera el estudiante la verá como una herramienta útil y práctica y no como un objeto estático y abstracto de estudio. La progresión se basará sobre la tipología textual fácilmente reconocida por los estudiantes y la complejidad de su discurso. El profesor jugará el rol de moderador en el proceso de enseñanza-aprendizaje para lograr que el estudiante sea un sujeto crítico, creativo e independiente.

MÉTODO DE EVALUACIÓN : Con el fin de tener una evaluación del proceso de enseñanza aprendizaje, ésta se llevará a cabo al final de cada unidad ; de este modo, el estudiante también podrá hacer una autoevaluación que le permita enmendar los errores o gratificarse ante los objetos alcanzados. Ya que nuestro objetivo es llevar al estudiante hacia la autonomía de la lectura de texto científico-técnicos en lengua extranjera, y con fines institucionales, la evaluación sumativa se llevará a cabo de la siguiente manera. EVALUACIÓN DEL PROCESO 20 pts. EXAMEN PARCIAL 30 pts. EXAMEN FINAL 40 pts. EXPOSICIÓN DE TEMA 10 pts. TOTAL 100 pts. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA :

Ninguno

PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA : Lic. en Inglés, Lic. en Alemán, Lic. en Francés B I B L I O G R A F Í A BÁSICA : Adams M. J., Starkbj. Les models de la lecture. Bulletín de Psychologie No. 356. 81 82 p.p. 657,704. 1992 Beaugrande R. “Les contraintes générales qui affectent le processus de compréhension du langage” Bulletín de Psychollogie No. 356. 1992. Beacco J.C., Darot M. Analyse de discours et lectures de textes de spécialité. AUPELF (Strasbourg julio 1977). Tangliante Ch. “L’ évaluation” CLE INTERNATIONALE 1991. Bruner J. S : Los processus de préparation a la perception, en Brunner J. S., Bresson. 1993 Comisión InterEnep´s. Activilure-Lectivite. 1992. Galisson R. “Evaluation didactologique du modèle” Actos del V Congreso de la A.M.I. F.R.A.M. 1989. COMPLEMENTARIA : Mothe J. C. “L’evaluation par les tests dans la classe de francaise”. HACHETTE-LAROUSE 1983. Coste D. “Lire le sens” CREDIF.* *Documentos a mimeógrafo.

PAQUETES TERMINALES




PAQUETE TERMINAL

ADMINISTRACIÓN



CARRERA DE : INGENIERÍA QUÍMICA PAQUETE TERMINAL : A D M I N I S T R A C I Ó N PROGRAMA DE: LIDERAZGO ORGANIZACIONAL ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE CIENCIAS ADMINISTRATIVAS CAMPO : COMPLEMENTARIO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA : OPTATIVA UBICACIÓN SEMESTRE : 8º ó 9º MODALIDAD : SEMINARIO HORAS/SEMANA/SEMESTRE : P 2 (2 PRÁCTICAS) No. DE CRÉDITOS : 2 CLAVE: 1071 ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA INTRODUCCIÓN

El desarrollo profesional del ingeniero químico, sobre todo en empresas industriales, requiere de sus conocimientos científicos y tecnológicos, pero además de su capacidad de liderazgo organizacional. Debe ser capaz de motivar al personal a su cargo, a alcanzar los objetivos que se han planteado como grupo, bajo un ambiente laboral favorable, donde todo conflicto interpersonal pueda ser resuelto sin afectar los intereses individuales ni las metas que se ha fijado la empresa en tiempo y forma. Este curso pretende desarrollar las habilidades y actitudes del alumno para resaltar su capacidad de líder en la puesta en marcha de proyectos empresariales y en la administración de la calidad de la producción en sistemas industriales.

OBJETIVO GENERAL DE APRENDIZAJE : Al finalizar el curso, el alumno será capaz de: Identificar, evaluar y estar consciente de la importancia que revisten los conocimientos de liderazgo como herramientas personales para desarrollar sus habilidades directivas en el desempeño de su profesión, dentro de la vida organizacional. PROGRAMA: UNIDAD I : LIDERAZGO Y SUS GENERALIDADES (10 h) CONTENIDO : I.1 Concepto de liderazgo I.1.1 Proceso de influencia I.1.2 Bases del poder. I.2 Liderazgo gerencial.

I.2.1 Estilos de liderazgo I.3. Teoría del ciclo de vida del liderazgo

I.4. Análisis transaccional UNIDAD II : LA MOTIVACIÓN Y SUS TEORÍAS (6 h) CONTENIDO : II.1 Concepto. II.2 Teoría de la satisfacción II.3 La teoría de Maslow. II.4 La teoría “X” y “Y” II.5 Modelo de la motivación basado en las expectativas II.6 La teoría de Herzberg

II.7 Comparación entre las teorías de Mc. Gregor y Herzberg UNIDAD III : LA COMUNICACIÓN EN CENTROS DE TRABAJO (8 h) CONTENIDO : III.1 Comunicación : concepto. III.2 El proceso de comunicación y sus elementos. III.3 Tipos de comunicación III.4 Flujos de comunicación organizacional III.5 La comunicación informal III.6 Barreras de la comunicación III.7 Promoción de la comunicación abierta UNIDAD IV : CONFLICTOS (8 h) CONTENIDO : IV.1 Conflicto entre grupos. IV.2 Consecuencias del conflicto entre grupos

IV.3 Un modelo del conflicto entre grupos y resolución del conflicto.

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA : Exposición oral por parte del profesor. Exposición por equipos. Lecturas obligatorias. MÉTODO DE EVALUACIÓN : Exámenes parciales. Examen final. Trabajos. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA : Ninguno. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA : Lic. en Administración


BÁSICA : RODRIGUEZ ESTRADA, M. Liderazgo : desarrollo de las habilidades directivas. Manual Moderno, México. 1998. CROSBY, P.B. Liderazgo : el arte de convertirse en ejecutivo. McGraw-Hill, México. 1990. HODGE, B.J. & GALES, L. M. Teoría de la Organización. Prentice Hall. México, 1998 ROBBINS, STEPHEN P. Comportamiento Organizacional. 8a Edición. Pearson Education. México, 1999 SAYLES, L.R. Liderazgo : estilos y técnicas, cuáles son y como aplicarlos para alcanzar el éxito. McGraw-Hill. México. 1982.

CIAMPA, D. Liderazgo Industrial. Legos. Bogotá, Colombia. 1990. ADAIR, J. Líderes, no jefes. Legos. Bogotá, Colombia, 1990.

COMPLEMENTARIA: Ansoff , Igor & Mc Donnell, Edward. La Dirección Estratégica en la Práctica Empresarial. Pearson Education. México, 1997 Johnson, Gerry & Scholes, Kevan Dirección Estratégica. Prentice Hall. México, 1997 Mintzberg, Henry, Quinn, James Brian & Ghoshal, S. El proceso estratégico. Pearson Education, México, 1999 Hersey, Paul; Blanchard, Kenneth H. & Johnson, Dewey E. Administración del Comportamiento Organizacional. Liderazgo Situacional. Prentice Hall Hispanoamericana. México, 1998



CARRERA DE : INGENIERÍA QUÍMICA PAQUETE TERMINAL : ADMINISTRACIÓN PROGRAMA DE: LEGISLACIÓN INDUSTRIAL ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE CIENCIAS ADMINISTRATIVAS CAMPO : COMPLEMENTARIO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA : OPTATIVA UBICACIÓN SEMESTRE : 8º ó 9º MODALIDAD : CURSO HORAS/SEMANA/SEMESTRE : T 1 / P 2 No. DE CRÉDITOS : 4 CLAVE: 1072 ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN

El conocimiento de los aspectos legales para la gestión de una empresa, su puesta en marcha y su funcionamiento, es de vital importancia para todo profesionista que se desarrolla en el sector industrial. El marco legislativo constitucional impone las normas a seguir para toda actividad humana. Los derechos de los trabajadores, las normas de protección ambiental y de seguridad laboral, así como las leyes de comercialización, deben ser cumplidas para un correcto funcionamiento de la empresa. El ingeniero químico debe estar bien informado al respecto para que observe un buen comportamiento en su desarrollo profesional.

OBJETIVO GENERAL DE APRENDIZAJE :

Al finalizar el curso el alumno será capaz de : Conocer y discutir los fundamentos legales que afectan la vida de la empresa, así como los mecanismos de defensa a los que puede acudir en caso de conflicto y las obligaciones legales como profesionales. PROGRAMA: UNIDAD I. NOCIONES DE DERECHO (5 h) CONTENIDO : I.1 Definición de Derecho. I.2 Clasificación del Derecho. I.3 Fuentes del Derecho. I.4 Clasificación de las normas. Jerarquía de leyes. I.5 Acto y hecho jurídico I.6 Elementos esenciales y de validez I.7 Sujetos de derecho y sus atributos I.8 Contratos.

UNIDAD III. DERECHO MERCANTIL (7 h) CONTENIDO : III.1 Definición de Derecho Mercantil. III.2 Clasificación de Sociedades Mercantiles. III.3 Noción General de Títulos y Operaciones de Crédito.

UNIDAD II. DERECHO CONSTITUCIONAL (7 h) CONTENIDO : II.1 Concepto Derecho Constitucional. II.2 Garantías individuales. II.3 Elementos de Estado. II.4 Formas de Gobierno. II.5 Poderes de la Unión (Ejecutivo, Legislativo y Judicial)

UNIDAD IV. DERECHO DEL TRABAJO (14 h) CONTENIDO : IV.1 Definición del Derecho del Trabajo. IV.2 Contrato de trabajo y relación de trabajo IV.3 Derechos y obligaciones del patrón y del trabajador IV.4 Jornada Laboral. IV.5 Del Salario y participación de utilidades. IV.6 Contrato Colectivo. IV.7 Seguridad Social.

UNIDAD V. DERECHO FISCAL (15 h) CONTENIDO : V.1 Obligación de Contribuir. V.2 Impuestos. V.3 Crédito Fiscal. V.4 Obligaciones Fiscales (Alta, Baja, Suspensión, Registros Contables,

Auditorias).

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA : Exposición oral. Seminarios. Trabajos. Tareas. MÉTODO DE EVALUACIÓN : Exámenes parciales.

Examen final. Trabajos. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA : Ninguno. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA : Lic. en Administración, Lic. en Derecho

B I B L I O G R A F Í A BÁSICA : Moto Salazar, Efraín. Elementos de Derecho. Porrúa. México. 1986. Tena Ramírez, Felipe. Derecho Constitucional Mexicano Porrúa. México 1978. Puente y Flores, Arturo. Derecho Mercantil. Banca y Comercio. México. 1986. Ley Federal del Trabajo. Secretaria del Trabajo y Previsión Social. Ultima edición actualizada y comentada. Alvarado Ríos, Ana María. Temas Selectos de Derecho Laboral. Pearson Education. México, 1999 Quevedo Coronado, Ignacio. Compendio de Derecho Mercantil. Adisson Wesley Longman. México, 1998 COMPLEMENTARIA: Código civil : para el Distrito Federal en materia común y para toda la República en materia fiscal. UNAM Instituto de Investigaciones Jurídicas. M.A. Porrúa. 1990. Prontuario fiscal. Ediciones contables y administrativas. 1996. Fernández Martínez, R. Derecho Fiscal. Mc.Graw Hill. México. 1998



CARRERA DE: INGENIERÍA QUÍMICA PAQUETE TERMINAL: ADMINISTRACIÓN PROGRAMA DE: ADMINISTRACIÓN Y ESTRATEGIAS DE PRODUCCIÓN ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE CIENCIAS ADMINISTRATIVAS CAMPO : COMPLEMENTARIO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA : OPTATIVA UBICACIÓN SEMESTRE : 8º, 9º MODALIDAD : CURSO HORAS/SEMANA/SEMESTRE : T 2 / P 2 No. DE CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1068 ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN. Frecuentemente, el Ingeniero Químico, en su ejercicio profesional, debe dedicarse a la administración de la producción de una empresa industrial. La administración de

operaciones es una herramienta muy poderosa para alcanzar objetivos organizacionales y aplicar estrategias competitivas, que el profesional de la Ingeniería Química debería conocer para su buen desenvolvimiento profesional. El objetivo de este curso es ayudar al estudiante a desarrollar habilidades y actitudes que le permitan convertirse en administradores eficaces en el competitivo entorno industrial de hoy.

OBJETIVO GENERAL DE APRENDIZAJE : Al finalizar el curso el alumno será capaz de : Reconocer y explicar la naturaleza, necesidad e importancia de la administración de la producción, su terminología, enfoques y uso de técnicas de administración industrial. Analizar los diferentes sistemas desde el punto de vista administrativo y el propósito de la Administración racional de la producción. PROGRAMA: UNIDAD I : SISTEMAS DE PRODUCCIÓN (8 h) CONTENIDO : I.1 Sistemas en General. I.2 Clasificación de Sistemas. I.3 Definición e importancia de la producción. Elementos de la

producción I.4 Tipos de Sistemas de Producción. UNIDAD II : PROCESO ADMINISTRATIVO EN LA PRODUCCIÓN (10 h) CONTENIDO : II.1 Proceso administrativo. Fases del proceso administrativo. Áreas funcionales de la empresa II.2 Planeación en la producción. Objetivos, metas, políticas, etc. II.3 Organización para la producción. Unidades de organización. II.4 Dirección en la producción. Misión, visión, valores, liderazgo,

etc. II.4 Control en la producción. Concepto, tipos, campos, etc.

UNIDAD III. LOCALIZACIÓN DE PLANTAS INDUSTRIALES (8 h) CONTENIDO : III.1 Importancia. III.2 Estudios de localización. III.3 Planeación de Plantas. UNIDAD IV : ADMINISTRACIÓN DE LA PRODUCCIÓN (19 h) CONTENIDO : IV.1 Pronóstico de Ventas y Planeación de la Producción. IV.2 Planeación de requerimiento de materiales (MRP). IV.3 Planeación y control de la producción (PCP). Tipos de PCP. IV.4 Costos de producción. Mermas y recuperaciones IV.5 Gráficas de Gant, Ruta Crítica. UNIDAD V : CONTROL DE CALIDAD (19 h) CONTENIDO. V.1 Finalidad e importancia. V.2 Normas de Calidad. V.3 Técnicas de inspección. V.4 Gráficas de control de inspección. V.5 Ingeniería de producto y la calidad

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA : Exposición oral por parte del profesor.

Exposición por equipos. MÉTODO DE EVALUACIÓN : Exámenes parciales. Examen final. Trabajo final. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA : Ninguno. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA : Ingenieros Químicos, Lic. en Administración


BÁSICA : Seetharama, L.Narasimhan & Mc Leavey, Dennis W. & Billingnton, Peter J. Planeación de la Producción y Control de Inventarios. Prentice Hall Hispanoamericana, México, 1997. Render, Barry & Heizer, J. Principios de Administración de Operaciones. Prentice Hall Hispanoamericana, México, 1996 Merli, Giorgio Dirección de fabricación total : La organización de la producción en los años 90. Tecnologías de Gerencia y Producción. Madrid. España, 1991. Velázquez Mastreta. Administración de Sistemas de Producción. Limusa. México. 1994. Bedworth, D.D. Sistemas integrados de control de producción. : administración, análisis y diseño. Limusa. México. 1988.

Hertz, D.B : El directivo experto. Díaz de Santos. Madrid. 1990. Hopeman, Richard Producción, conceptos, análisis y control. CECSA. México.1997. Tawfik, L. Administración de la Producción. Mc. Graw Hill. México. 1998 COMPLEMENTARIA : Corrons Prieto, L. El factor humano en la producción. Deusto. Bilbao, España, 1989. Starr, Martín K. Administración de producción : sistemas y síntesis. Dossat. Madrid, España, 1990.



CARRERA DE : INGENIERÍA QUÍMICA PAQUETE TERMINAL : A D M I N I S T R A C I Ó N PROGRAMA DE: FUNDAMENTOS DE LA ADMINISTRACIÓN POR OBJETIVOS ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE CIENCIAS ADMINISTRATIVAS CAMPO : COMPLEMENTARIO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA UBICACIÓN SEMESTRE : 8º, 9º MODALIDAD : CURSO HORAS/SEMANA/SEMESTRE : T 1 / P 2 No. DE CRÉDITOS : 4 CLAVE: 1099 ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN

La metodología de la administración por objetivos permite organizar recursos y tiempos para alcanzar las metas propuestas en el tiempo preestablecido y con la calidad

de resultados esperada. Es conveniente que el ingeniero químico conozca esos métodos de administración por objetivos para su buen desenvolvimiento en el sector industrial.

OBJETIVO GENERAL DE APRENDIZAJE : Al finalizar el curso, el alumno distinguirá el marco conceptual de la administración por objetivos y analizará críticamente las implicaciones en la instalación de un sistema, para ubicar el objeto de estudio y razón de ser de la APO. PROGRAMA: UNIDAD I. UN PANORAMA CONCEPTUAL (12 h) CONTENIDO : I.1 Misión. I.2 Visión. I.3 Objetivo. I.4 Meta I.5Administración por objetivos I.6 Autoridad UNIDAD II. CLASIFICACIÓN Y NATURALEZA DE LOS OBJETIVOS CONTENIDO : II.1 Por su origen y tiempo. (14 h) II.2 Por su jerarquía y función. II.3 Del puesto. II.4 De desempeño. II.5 De desarrollo personal. II.6 Tributarios

UNIDAD III. SISTEMA DE ADMINISTRACIÓN POR OBJETIVOS CONTENIDO : III.1 Elementos del sistema (10 h) III.2 Proceso de Establecimiento del Sistema. UNIDAD IV. IMPLICACIONES EN LA INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE

APO (12 h) CONTENIDO : IV.1 El enfoque de sistemas en la Administración por Objetivos. IV.2 Algunos problemas prácticos. IV.3 La gerencia en el cambio. IV.4 Enfoques tradicionales. IV.5 Enfoques orgánicos. IV.6 Las debilidades de la Administración por objetivos y las

formas de superarlas.

METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA :

Exposición oral por parte del profesor. Seminarios. Exposición audiovisual Trabajos de investigación MÉTODO DE EVALUACIÓN : Exámenes parciales. Examen final. Trabajos fuera de aula. Tareas. Participación en clase REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA : Ninguno. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA : Lic. en Administración B I B L I O G R A F Í A

BÁSICA : Robles Valdés, Gloria & Alcérreca Joaquín, Carlos Administración, Un enfoque multidisciplinario Pearson Education. México, 1999 Robbins, Stephen & Coulter, Mary Administración. 6a Edición. Prentice Hall. México, 2000 Koontz, H. Administración. McGraw-Hill. México. 1995. Mali, P. Administración por objetivos. Ed. Diana. México. 1988. Hampton. David Administración. McGraw-Hill. México. 1989.

Terry, George. Principios de Administración. CECSA. México. 1995. Morrisey, G. L. Administración por Objetivos y Resultados. Fondo Educativo Interamericano. México. 1997. Raia, Anthony P. Administración por Objetivos. Trillas. México. 1997 COMPLEMENTARIA: Mali, Paul. La Administración por Objetivos. Guía Administrativa para lograr resultados más rápidos y más lucrativos. Diana. México.1998. Reyes Ponce, A. Administración por Objetivos. Limusa. México. 1997.



CARRERA DE : INGENIERÍA QUÍMICA PAQUETE TERMINAL : A D M I N I S T R A C I Ó N PROGRAMA DE: RELACIONES PÚBLICAS ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE CIENCIAS ADMINISTRATIVAS CAMPO : COMPLEMENTARIO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA UBICACIÓN SEMESTRE : 8º, 9º MODALIDAD : CURSO HORAS/SEMANA/SEMESTRE : P 2 No. DE CRÉDITOS : 2 CLAVE: 1073 ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN Un buen ingeniero no solo es aquél capaz de diseñar u optimizar un proceso industrial. Las relaciones humanas son importantes para el desenvolvimiento social de

cualquier individuo; y en particular, para un profesionista que labora en una empresa industrial, es importante para propiciar un ambiente laboral pleno de compañerismo y motivar al personal a su cargo a lograr los objetivos de la empresa e individuales.

OBJETIVO GENERAL DE APRENDIZAJE : El alumno al finalizar el curso, conocerá, interpretará y aplicará los conocimientos obtenidos para mejorar o mantener una excelente imagen personal u organizacional ante

sus públicos, tanto internos como externos; y propiciar un ambiente laboral que permita alcanzar los objetivos propuestos en tiempo y forma. PROGRAMA: UNIDAD I ORIGEN DE LAS RELACIONES PÚBLICAS (4 h) I.1 Antecedentes históricos I.2. Conceptualización I.3 La opinión pública I.4 Organismos reguladores y códigos de ética de las Relaciones

Públicas UNIDAD II. IMPORTANCIA DE LAS RELACIONES PÚBLICAS (6 h) CONTENIDO : II.1 Para el Ing. Químico II.2 Para la organización internamente II.3 Con los públicos externos II.4 La comunicación bidireccional II.5 La publicidad institucional, comercial y subliminal. II.6 El espacio vital, el horizonte visual, los apoyos corporales y voz UNIDAD III. UBICACIÓN DE LAS RELACIONES PÚBLICAS EN LAS

ORGANIZACIONES (4 h) CONTENIDO : III.1 El publirrelacionista III.2 Aspectos generales de aplicación en áreas funcionales III.3 Los públicos externos y las relaciones públicas III.4 Departamentalización de las Relaciones Públicas.

UNIDAD IV. DINÁMICA FUNCIONAL DEL DEPARTAMENTO DE RELACIONES PÚBLICAS. (4 h)

CONTENIDO : IV.1 Necesidad de creación del departamento de Relaciones Públicas. IV.2 Funciones, políticas y procedimientos IV.3 Asesoría externa de R.P. y sus características IV.4 Ventajas y desventajas de un departamento interno IV.5 Ventajas y desventajas de contratar servicios externos UNIDAD V. CAMPO INTERNO DE LAS RELACIONES PÚBLICAS

EN LA ORGANIZACIÓN (7 h) CONTENIDO : V.1 Áreas de aplicación V.2 Técnicas a emplear V.3 Análisis de medios masivos de comunicación V.4 Programas de R.P y su aplicación. UNIDAD VI CAMPO EXTERNO DE LAS RELACIONES PÚBLICAS

INTERNAS (7 h) CONTENIDO : VI.1 Públicos externos directos. VI.2 Accionistas e inversionistas VI.3 Públicos externos indirectos VI.4 La competencia


Exposición oral por parte del profesor. Lecturas obligatorias. Trabajos de investigación. Mesas de trabajo Clínicas de R.P. Visitas guiadas MÉTODO DE EVALUACIÓN : Exámenes parciales. Examen final. Trabajos. Exposición ante grupo Participaciones REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA : Ninguno. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA : Lic. en Administración o Lic. en Contaduría B I B L I O G R A F Í A

BÁSICA : Ríos Szalay, Jorge. Relaciones Públicas. Trillas. México. 1998. Marston, John E. Relaciones Públicas Modernas. McGraw-Hill México. 1991. Moore, H. Frazier Relaciones Públicas : principios, casos y problemas. CECSA. México. 1991.

Soria, Víctor M. Relaciones Públicas y Humanas. Orientación. México. 1998. Jeftins, Frank Relaciones Públicas Madrid. Edaf. 1992. Fernández Escalante, Fernando M. Ciencia de la Información y Relaciones Públicas 3a ed. Macchi. Buenos Aires. 1989.

COMPLEMENTARIA : Philip, Lesly Nuevo Manual de Relaciones Públicas Barcelona : Martínez Roca. 1991. Bernal Sahagún, Víctor Manuel Anatomía de la Publicidad en México 5a ed. Ed. Nuestro Tiempo. México, 1992.



CARRERA DE : INGENIERÍA QUÍMICA PAQUETE TERMINAL : ADMINISTRACIÓN PROGRAMA DE: INVESTIGACIÓN DE OPERACIONES ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE CIENCIAS ADMINISTRATIVAS CAMPO : COMPLEMENTARIO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA UBICACIÓN SEMESTRE : 8º, 9º MODALIDAD : CURSO HORAS/SEMANA/SEMESTRE : T2/P 2 No. DE CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1070 ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN

La aplicación de las técnicas de investigación de operaciones permite optimizar recursos económicos y humanos para alcanzar las metas deseadas. El reconocimiento de las dificultades para lograr un objetivo, el establecimiento de una estrategia y la identificación de la ruta crítica, junto con la especificación de tiempos y movimientos, permitirá que haya una mayor posibilidad de que se logren las metas en el tiempo deseado y con los resultados esperados.

Este curso de investigación de operaciones brinda al estudiante los conocimientos relacionados a la optimización de operaciones mediante modelos de programación lineal,

modelos de transporte y modelos de asignación; especificando el tipo de situaciones prácticas en que es aplicable cada uno de ellos; además se da una buena formación en el campo de la planeación y programación de proyectos, para terminar con la teoría de inventarios, todos ellos temas de importancia para el desenvolvimiento del profesional de la ingeniería química como planeador, evaluador, optimizador y administrador de proyectos

OBJETIVO GENERAL DE APRENDIZAJE : Al finalizar el curso el alumno deberá ser capaz de :

Aplicar las técnicas más modernas utilizadas en administración para la optimización de sistemas por medio de modelos matemáticos, lo cual le permitirá tener un buen desenvolvimiento en tareas de planeación, evaluación, optimización y administración de proyectos. PROGRAMA: UNIDAD I . NOCIONES INTRODUCTORIAS (4 h) CONTENIDO : I.1 Bosquejo histórico de la investigación de operaciones. I.2 El enfoque de sistemas. I.3 El enfoque de modelos. I.4 Enumeración de las técnicas que forman la investigación de operaciones y sus principales aplicaciones.

UNIDAD II . METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN DE OPERACIONES (10 h)

CONTENIDO : II.1 Metodología de los diferentes modelos y métodos II. 2 Aplicación de modelos y métodos de la investigación de

operaciones

UNIDAD III. MODELOS DE PROGRAMACION LINEAL (10 h) CONTENIDO : III.1 Obtención de soluciones gráficas en dos dimensiones. III.2 Generalización en dimensiones. III.3 Método Simplex. III.4 Degeneración y dualidad. III.5 Resolución de ejemplos en forma manual. III.6 Interpretación de los resultados.

UNIDAD VI. PLANEACIÓN Y PROGRAMACIÓN DE PROYECTOS (10 h) CONTENIDO : VI.1 Definición y generalidades de proyectos VI.2 Planeación y evaluación de proyectos VI.3 Ventajas de los métodos de ruta crítica gráficas de Gant, CPM y

Pert, nivelación de recursos. VI.4 Relación costo-tiempo y beneficio.

UNIDAD IV. MODELOS DE TRANSPORTE (10 h) CONTENIDO : IV.1 Problema General de Transporte. IV.2 Comparación de métodos para su solución, desarrollo del Método

del cruce de arroyo. IV.3 Obtención de la solución óptima. Aplicaciones.

UNIDAD VII. TEORÍA DE INVENTARIOS (10 h) CONTENIDO : VII.1 Naturaleza de los problemas de inventarios. VII.2 Variables controlables y no controlables. VII.3 Modelos probabilísticos y selectivos.

VII.4 Determinación de niveles óptimos. VII.5 Establecimiento de políticas de inventario VII.6 Control físico de los inventarios

VII.7 Problemas de prácticas de inventarios UNIDAD V. MODELOS DE ASIGNACIÓN (10 h) CONTENIDO : V.1 Descripción del problema de asignación. V.2 Formulación del modelo. V.3 Métodos de solución. V.4 Aplicaciones.

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA : Exposición oral. Seminarios. Exposición por equipos. Lecturas obligatorias MÉTODO DE EVALUACIÓN : Exámenes parciales. Examen final.

Trabajos. Tareas. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA : Ninguno. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA : Lic. en Administración


BÁSICA : Taha, Hamdy A. Investigación de Operaciones, 6ª Edición Pearson Education. México. 1998. Eppen, Gary D.; Gould, F.J & Schmidt, P. Investigación de Operaciones en la Ciencia administrativa. 5ª Edición Prentice Hall. México. 1999.

Hilliery Lieberman Introducción a la Investigación de Operaciones. Mc Graw Hill, México, 1994. Wiston, Wayne L. Investigación de operaciones. Aplicaciones y algoritmos. Grupo Editorial Iberoamérica, 1994. Moskowitz, Herbert & Wright, Gordon P. Investigación de Operaciones. Prentice Hall Hispanoamericana, México, 1987

Mathur, Kamlesh & Solow, Daniel Investigación de Operaciones. 2ª Edición. Prentice Hall Hispanoamericana. México, 1996 COMPLEMENTARIA : Ross, Sheldon M. Simulación. Pearson Education. México, 1999.




PAQUETE TERMINAL

AMBIENTAL


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA CARRERA DE : INGENIERÍA QUÍMICA. PAQUETE TERMINAL : A M B I E N T A L PROGRAMA DE: CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE CIENCIAS QUÍMICAS CAMPO : COMPLEMENTARIO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA UBICACIÓN SEMESTRE : 8º, 9º MODALIDAD : CURSO HORAS/SEMANA/SEMESTRE : T 5 No. DE CRÉDITOS : 10 CLAVE: 1074 ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN

Uno de los mayores problemas a los que actualmente se enfrenta nuestra Sociedad, es el de la Contaminación Ambiental. La contaminación de la atmósfera, de

los recursos acuíferos y de los suelos, ha llegado a ser preocupante y en muchos casos, crítica. Se han elaborado normas nacionales e internacionales sobre emisión de efluentes industriales y automotrices, como un recurso de protección ambiental. Por su formación profesional, el ingeniero químico es uno de los profesionistas que mejor puede cooperar en el diseño de sistemas que permitan reducir la contaminación ambiental, y hacer que las emisiones industriales o automotrices entren en normatividad. La asignatura de contaminación atmosférica brinda al estudiante el conocimiento de la situación actual, en nuestro país, de la contaminación del aire, considerando la naturaleza química de las emisiones industriales y automotrices, la clasificación y características de las fuentes emisoras, los modelos de la dinámica de fluidos y de la cinética química de la dispersión de contaminantes y los mecanismos de protección que se han implementado para tratar de resolver el problema. A pesar de que no se profundiza en cuanto a los modelos de dispersión, desde el punto de vista de una modelación física y matemática rigurosa, la información que adquiere el estudiante en este curso le permite identificar la complejidad del problema y lo puede motivar al estudio de un postgrado en ingeniería ambiental. Por otra parte, la información brindada es suficiente, desde el punto de vista formativo, para que en el momento de su ejercicio profesional, el ingeniero egresado tenga un valioso conocimiento cualitativo del problema y sus posibles soluciones.


Al finalizar el curso el alumno: Identificará las principales fuentes de contaminación atmosférica, analizará diversos sistemas de dispersión de la contaminación y evaluará los más importantes sistemas de protección contra la contaminación. PROGRAMA: UNIDAD I. CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA (16 h) CONTENIDO: I.1 Definición de contaminación atmosférica I.2 Evolución histórica I.2.1 Panorama actual I.3 Conceptos fundamentales. I.3.1 Emisión. Inmisión I.3.2 Concentraciones autorizadas I.3.3 Terminología I.3.4 Unidades de expresión

I.4 Importancia de la contaminación atmosférica en el contexto ecológico mundial I.5 Estructura y composición de la atmósfera

I.6 Balance energético atmosférico I.7 Magnitudes meteorológicas fundamentales. I.7.1 Temperatura, gradientes térmicos, inversión I.7.2 Vientos. Clasificación, rosa de los vientos I.7.3 presión atmosférica. I.7.4 Insolación I.7.5 Precipitaciones, humedad I.7.6 Otras magnitudes de interés I.8 Estabilidad atmosférica I.8.1 Condiciones de difusión

UNIDAD II. FUENTES EMISORAS (16 h) CONTENIDO. II.1 Clasificación de las fuentes II.2 Teoría general de la combustión II.2.1 Definiciones, conceptos básicos II.3 Plantas termoeléctricas : características generales. II.3.1 Contaminantes emitidos II.3.2 Factores de emisión II.4 Sistemas de calefacción doméstica : características II.4.1 Combustibles utilizados II.4.2 Contaminantes emitidos II.4.3 Factores de emisión II.5 Industria del petróleo II.5.1 Refinerías II.5.2 Petroquímica II.5.3 Procesos más importantes II.5.4 Contaminantes emitidos II.5.5 Factores de emisión II.6 Industria siderometalúrgica II.6.1 Procesos más importantes II.6.2 Contaminantes emitidos II.6.3 Factores de emisión II.7 Industria de la construcción y afines II.7.1 Procesos más importantes II.7.2 Industria cementera II.7.3 Características de producción II.7.4 Contaminantes emitidos II.7.5 Factores de emisión II.8 Industria química II.8.1 Producción de ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido fosfórico y

clorosos II.8.2 Otros procesos de interés II.8.3 Contaminantes emitidos II.8.4 Factores de emisión II.9 Derivados vegetales II.9.1 Industria pastero-papelera II.9.2 Otros procesos de interés II.9.3 Contaminantes más frecuentes II.9.4 Factores de emisión II.10 Otras industrias contaminantes II.10.1Farmaceútica, alimentaria, etc.

UNIDAD III. CONTAMINACIÓN POR RUIDO (16 h) CONTENIDO : III.1 Características de los ruidos III.1.1 Generalidades III.2 Fenómenos sonoros, el ruido III.2.1 Propagación del sonido III.3 Factores que influyen en la intensidad de los ruidos y sus fluctuaciones III.4 Contaminación por ruidos y vibraciones III.5 Análisis de los ruidos III.6 Efectos sanitarios, sociales y económicos III.7 El ruido del tráfico III.8 El ruido de la industria III.9 Cálculo y prevención de los niveles de ruido III.10 Medidas de protección y corrección III.10.1 Acción sobre las causas III.11 Acondicionamiento sonoro. Aislamiento III.12 Equipos industriales de protección III.13 Casos prácticos de contaminación sonora urbana e industrial III.14 Legislación sobre ruidos y vibraciones III.14.1 Normas españolas e internacionales

UNIDAD IV. D I S P E R S I Ó N (16 h) CONTENIDO : IV.1 Concepto de dispersión IV.2 Comportamiento y forma de los penachos de chimenea IV.2.1 Cálculo de alturas IV.3 Fórmulas más frecuentes. Holland, Moses-Carson, Concawe,

Briggs, ASME, TVA, etc IV.3.1 Análisis comparativo IV.4 Modelos de Sutton, Bosanquet y Gifford IV.5 Casos particulares. IV.5.1 Cálculo de las concentraciones de inmisión IV.5.2 Cálculo de las concentraciones máximas IV.6 Modelos de difusión múltiples IV.6.1 Clasificación IV.6.2 Modelos de tipo físico IV.6.3 Modelos estadísticos UNIDAD V. SISTEMAS DE PROTECCIÓN (16 h) CONTENIDO : V.1 Soluciones generales al problema de la contaminación V.2 Soluciones de carácter preventivo V.2.1 Repercusiones de la planificación territorial V.3 Planificación técnica V.3.1 Cambios de los combustibles V.3.2 Selección de combustibles y carburantes V.3.3 Tratamientos previos posibles

V.4 Modificaciones en los procesos V.4.1 Filosofía general V.4.2 Casos particulares V.5 Cambios en los sistemas energéticos V.5.1 Planteamiento global V.5.2 Sustitución de fuentes energéticas V.6 Soluciones de carácter correctivo. V.6.1 Generalidades V.6.2 Eficacia de los depuradores V.6.3 Factores e índices de descontaminación V.6.4 Influencia de los tamaños de partículas. V.6.5 depuradores en serie y en paralelo V.7 Depuradores de tipo mecánico V.7.1 Cámaras de sedimentación V.7.2 Tipos V.7.3 Ventajas e inconvenientes V.7.4 Ciclones y multiciclones V.7.5 Tipos V.8 Filtros

V.8.1 Mecanismos de operación V.8.2 Eficacia V.8.3 Tipos de aparatos V.8.4 Aplicaciones V.9 Depuradores electrostáticos V.9.1 Fundamento teórico V.9.2 Eficacia V.9.3 Tipos de aparatos V.9.4 Aplicaciones V.10 Sistemas lavadores V.10.1 Fundamento teórico V.10.2 Mecanismos. V.10.3 Eficacia V.10.4 Tipos de aparatos V.10.5 Aplicaciones V.11 Depuración de gases V.11.1 Procesos de sorción, absorción y adsorción V.11.2 Fundamento teórico V.11.3 Mecanismos V.11.4 Eficacia V.11.5 Tipos de equipos V.11.6 Aplicaciones

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA : Exposición oral. Audiovisuales. MÉTODO DE EVALUACIÓN : Exámenes parciales. Examen final. Trabajos. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA : Ninguno. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA : Ingenieros Químicos, Químicos, carreras afines


BÁSICA : Desley, W. Connel Basic Concepts of Environmental Chemistry CRC Press. 1997 Friedlander, Sheldon K. Smoke, Dust and Haze. Fundamentals of Aerosol Dynamics. Oxford University Press. New York, 2000. Gordon Arbuckle et al, Environmentl law handbook. Government Institute. Maryland, 1998 Lipnick, Robert L. & Mason, Robert P. Chemicals in the Environment. Oxford University Press. New York, USA, 2002 Liu, David, H. & Líptak, Béla Air Pollution Lewis Publisher. Boca Ratón, Florida, USA, 2000 Liu, David, H. & Líptak, Béla Chemical Water and Wastewater Treatment Lewis Publisher. Boca Ratón, Florida, USA, 2000 Manahan, Stanley E. Environmental Chemistry. 7th Edition. CRC Press. New York, USA, 1999 Van Loon, Gary W. Environmental Chemistry. A Global Perspective. Oxford University Press. New York, 2000 Wayne, Richard P. Chemistry of Atmospheres. 3rd Edition. Oxford University Press. New York, USA, 2000 Weiner, Eugene R. Applications of Environmental Chemistry CRC Press. New York, USA, 2000 Figueruelo, Juan E. & Dávila, Martín M. Química Física del Medio Ambiente. Reverté. Barcelona, 1991 Nuestra propia agenda sobre desarrollo y medio ambiente. Comisión de desarrollo y medio ambiente de América Latina y el Caribe. El Banco Interamericano de Desarrollo. 1991.

Control de contaminación de residuos municipales e industriales. Dirección general de prevención y control de contaminación ambiental. México. 1993. Diario Oficial de la Federación. Secretaría de Gobernación. Relación de normas oficiales aprobadas por el comité de protección al ambiente. 1993. Programa nacional para la protección del medio ambiente. 1990-9. Ley Federal de protección al medio ambiente. 1992. Documento del tratado de libre comercio (Disposiciones ambientales). 1993. Para poder revisar todo esto en la Biblioteca de la FESC se cuenta con lo siguiente :

Discos compactos: Dialex. Diario Oficial de la federación. Normas : Worlwide Standards Service. TLC, Texto Completo. Hipercom. Datos en la legislación ecológica, la cual comprende : Ley General de Equilibrio Ecológico. Ley en materia de impacto ambiental. Reglamento y control de la contaminación de la atmósfera. Reglamento para la protección del ambiente por emisión de ruido. Reglamento en materia de residuos peligrosos. Índice de acuerdos con normas técnicas ecológicas. Listado de actividades altamente riesgosas. COMPLEMENTARIA : Frick, William and Thomas F. P. Sullivan. Environmental regulatory glossary. Government Institutes. Maryland. 1990. Crosby, Donald G. Environmental Toxicology and Chemistry. Oxford University Press. New York, 1998 Thomas, F.P., Sullivan, G, et al. Environmental, Health & Safety Manager’s Handbook. Government Institutes. Maryland. 1990.


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA CARRERA DE : INGENIERÍA QUÍMICA. PAQUETE TERMINAL : A M B I E N T A L PROGRAMA DE: EFECTOS Y LEGISLACIÓN ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE CIENCIAS QUÍMICAS CAMPO : COMPLEMENTARIO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA UBICACIÓN SEMESTRE : 8º, 9º MODALIDAD : CURSO HORAS/SEMANA/SEMESTRE : T 1 No. DE CRÉDITOS : 2 CLAVE: 1076 ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN.

Desde principios de la Década de los 80’s se empezó a prestar especial atención al problema de la contaminación ambiental de aire, agua y suelos. Varios Organismos

Internacionales se dedicaron a la relevante tarea de especificar normas de protección ambiental en cuanto a las emisiones industriales, automotrices y domésticas, surgiendo Leyes y Reglamentos que deben ser cumplidas para el bienestar de la Sociedad. En este curso del paquete terminal de “Ambiental”, se estudian los efectos químicos, biológicos y fisiológicos que provocan la emisión de los contaminantes hacia el medio ambiente y se da información al estudiante a cerca de las diferentes normas nacionales e internacionales de protección ambiental.


El alumno distinguirá los principales efectos de la contaminación ambiental sobre el entorno e interpretará la legislación y normatividad referente a ello. PROGRAMA: UNIDAD I. ASPECTOS GENERALES (2 h) CONTENIDO : I.1 Antecedentes I.2 Clasificación de los efectos UNIDAD II. DAÑOS A LA SALUD HUMANA (3 h) CONTENIDO : II.1 Clasificación II.2 Sectores afectados II.3 Valoración cuantitativa UNIDAD III. DAÑOS A LA FAUNA (3 h) CONTENIDO : III.1 Clasificación III.2 Mecanismos de actuación III.3 Especies afectadas

III.4 Contaminantes activos UNIDAD IV. EFECTOS SOBRE EL CLIMA (3 h) CONTENIDO : IV.1 Mecanismos de actuación IV.2 Magnitudes afectadas IV.3 Climas urbanos UNIDAD V. EVALUACIÓN ECONÓMICA DE LOS DAÑOS (3 h) CONTENIDO : V.1 Costos directos e indirectos V.2 Estimaciones sectoriales UNIDAD VI. LEGISLACIÓN Y NORMATIVIDAD MEXICANAS (2 h)

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA : Exposición oral. Audiovisuales. Ejercicios. MÉTODO DE EVALUACIÓN : Exámenes parciales.

Examen final. Trabajos. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA : Ninguno. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA : Ingenieros Químicos, Químicos, carreras afines


BÁSICA : Blaxk, C. A. Soil plant relationships. 2en.ed. Wiley, New York. 1990. Alloway, B. J. Ed. Eckenfelder, W. W. Applications of new concepts of physical chemical wastewater treatment. Mc.Graw-Hill México. 1992. Eckenfelder W. W. Industrial Water pollution Control. McGraw-Hill. USA. 1992. Eckenfelder. W. W. Residuos y materiales peligrosos. McGraw-Hill México. 1992. William Frick and Thomas F. P. Sullivan. Environmental regulatory glossary. Government Institutes. Maryland. 1990. Gordon Arbuckle et al, Environmentl Law Handbook. Government Institute. Maryland. 1990 Page A. L. y colaboradores. Methods of soils analysis. 2nd edition. American Society of Agronomy. Madison Wisconsin. 1992. Purves D. Element contamination of an environment. Elsevier Horth Holland Associated Scientific Publishers. New York. 1992. Sans Fonfría, Ramón Ingeniería Económica : Contaminación y tratamientos Ed. Marcombo, Barcelona, 1989.

Thomas, F.P., Sullivan, G, et al. Environmental, Health & Safety Manager’s Handbook. Government Institutes. Maryland. 1990. Nuestra propia agenda sobre desarrollo y medio ambiente. Comisión de desarrollo y medio ambiente de América Latina y el Caribe. El Banco Interamericano de Desarrollo. 1991. Control de contaminación de residuos municipales e industriales. Dirección general de prevención y control de contaminación ambiental. México. 1993. Diario Oficial de la Federación. Secretaría de Gobernación. Relación de normas oficiales aprobadas por el comité de protección al ambiente. 1993. Programa nacional para la protección del medio ambiente. 1990-94. Ley Federal de protección al medio ambiente. 1992. Documento del tratado de libre comercio (Disposiciones ambientales). 1993. Para poder revisar todo esto en la Biblioteca de la FESC se cuenta con lo siguiente : Discos compactos. Dialex. Diario Oficial de la federación. Normas : Worlwide Standards Service. TLC, Texto Completo. Hipercom. Datos en la legislación ecológica, la cual comprende : Ley General de Equilibrio Ecológico. Ley en materia de impacto ambiental. Reglamento y control de la contaminación de la atmósfera. Reglamento para la protección del ambiente por emisión de ruido. Reglamento en materia de residuos peligrosos. Índice de acuerdos con normas técnicas ecológicas. Listado de actividades altamente riesgosas.



CARRERA DE : INGENIERÍA QUÍMICA. PAQUETE TERMINAL : AMBIENTAL PROGRAMA DE: QUÍMICA AMBIENTAL (AIRE - AGUA) ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE CIENCIAS QUÍMICAS CAMPO : COMPLEMENTARIO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA UBICACIÓN SEMESTRE : 8º, 9º MODALIDAD : CURSO HORAS/SEMANA/SEMESTRE : T 2 No. DE CRÉDITOS : 4 CLAVE: 1077 ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN.

Para poder establecer procedimientos de control de la contaminación del aire y de los recursos hidráulicos que son tan importantes para el ser humano, es necesario conocer la naturaleza de las sustancias químicas que provocan dicha contaminación, los mecanismos de las reacciones que se llevan a cabo entre ellas, y los daños que provocan sobre la biósfera y sobre la fisiología humana. Por su formación profesional, el ingeniero químico es uno de los profesionistas que mejor puede cooperar en el diseño de sistemas que permitan reducir la contaminación ambiental, y hacer que las emisiones industriales o automotrices sean menos perjudiciales. La asignatura de “Química Ambiental (agua-aire)” está dedicada a analizar el tipo de contaminantes y las reacciones químicas que se llevan entre ellos a nivel atmosférico e hidrosférico, lo cual puede permitir actuar químicamente para evitar la emisión de algunos de los reactivos o impedir la formación de compuestos tóxicos una vez que tales sustancias hayan llegado al ambiente. Desde el punto de vista de una modelación física y matemática rigurosa, la información que adquiere el estudiante en este curso le permite identificar la complejidad del problema y lo puede motivar al estudio de un postgrado en ingeniería ambiental. Por otra parte, la información brindada es suficiente, desde el punto de vista formativo, para que en el momento de su ejercicio profesional, el ingeniero egresado tenga un valioso conocimiento cualitativo del problema y sus posibles soluciones.


Al finalizar el curso el alumno: Identificará las características físicas, químicas y dinámicas del agua y del aire que se relacionan con procesos de contaminación, y establecerá las

posibles alternativas para el control de la concentración de los agentes contaminantes.

PROGRAMA: UNIDAD. I. INTRODUCCIÓN (2 h) CONTENIDO : I.1 Concepto de química ambiental I.2 Materia y energía en el ambiente. I.3 Elementos y compuestos en el ambiente I.4 Abundancia y distribución de los elementos de la tierra UNIDAD. II A G U A (15 h) CONTENIDO : II.1 El agua como especie química II.2 Anomalías y propiedades del agua II.3 Disoluciones. Suspensiones. Disoluciones coloidales,

emulsiones II.4 Factores que influyen en la solubilidad de las aguas II.5 Materia en suspensión, residuo seco y conductividad de las

aguas II.6 Acidos y bases II.6.1 pH del agua II.6.2 Origen del pH del agua II.7 Precipitación II.7.1 Efecto del ión común II.7.2 Producto de solubilidad II.8 Compuestos de carbono inorgánico de las aguas II.9 Azufre y sus componentes. Halógenos en las aguas II.10 Grupos I, II, III y IVV del sistema periódico de los elementos II.11 Procesos químicos en las aguas naturales II.11.1 Mecanismos que regulan la presencia de metales en el

agua II.11.2 Materias orgánicas II.12 Metales traza en las aguas naturales y contaminadas II.13 Oxígeno en aguas naturales II.13.1 Oxidación-reducción : generalidades. II.13.2 Fenómenos Redox en las aguas II.13.3 El pE y el rH II.14 Calidad de las aguas para la bebida y sus usos domésticos,

riesgos, industrias, baños

II.15 Toma de muestras II.16 Clasificación y representación gráfica de la composición de

un agua UNIDAD. III A I R E (15 h) CONTENIDO : III.1 La atmósfera. Estructura y composición III.2 Clasificación de los contaminantes del aire : primarios y

secundarios III.3 Partículas sólidas III.3.1 Tamaño, forma, composición y cinética en el aire III.4 Compuestos de azufre en el aire III.4.1 Propiedades y características III.5 Compuestos de nitrógeno III.5.1 Óxidos, amoniaco, organonitrados III.6 Compuestos inorgánicos de carbono III.6.1 Monóxido y dióxido de carbono III.7 Elementos y compuestos de la familia de los halógenos III.8 Compuestos orgánicos III.8.1 Parafinas, oleofinas, aromáticos y aldehídos III.9 Otros contaminantes de interés en el aire III.9.1 Ozono, metales, etc. III.10 Comportamiento de los compuestos de azufre en el aire III.11 Formación de “smog ácido” III.12 Ciclo de azufre en la naturaleza III.13 Comportamiento de los compuestos de nitrógeno en el aire III.14 Formación de “smog fotoquímico” III.15 Ciclo del nitrógeno en la naturaleza III.16 Comportamiento de los compuestos de carbono en la

naturaleza III.17 Ciclo natural del carbono III.18 Comportamiento en el aire III.19 Reacciones atmosféricas de otros contaminantes de interés. III.19.1 Tiempos de residencia y sumideros

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA : Exposición oral. Audiovisuales. Ejercicios. MÉTODO DE EVALUACIÓN : Exámenes parciales. Exámenes finales.

Prácticas de laboratorio. Trabajo escrito. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA : Ninguno. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA : Ingenieros Químicos, Químicos, carreras afines

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA : Desley, W. Connel Basic Concepts of Environmental Chemistry CRC Press. 1997 Friedlander, Sheldon K. Smoke, Dust and Haze. Fundamentals of Aerosol Dynamics. Oxford University Press. New York, 2000. Gordon Arbuckle et al, Environmentl law handbook. Government Institute. Maryland, 1998 Lipnick, Robert L. & Mason, Robert P. Chemicals in the Environment. Oxford University Press. New York, USA, 2002 Manahan, Stanley E. Environmental Chemistry. 7th Edition. CRC Press. New York, USA, 1999 Van Loon, Gary W. Environmental Chemistry. A Global Perspective. Oxford University Press. New York, 2000 Wayne, Richard P. Chemistry of Atmospheres. 3rd Edition. Oxford University Press. New York, USA, 2000 Weiner, Eugene R. Applications of Environmental Chemistry CRC Press. New York, USA, 2000 Liu, David, H. & Líptak, Béla Air Pollution Lewis Publisher. Boca Ratón, Florida, USA, 2000 Liu, David, H. & Líptak, Béla Chemical Water and Wastewater Treatment Lewis Publisher. Boca Ratón, Florida, USA, 2000 Figueruelo, Juan E. & Dávila, Martín M. Química Física del Medio Ambiente. Reverté. Barcelona, 1991 Control de contaminación de residuos municipales e industriales. Dirección general de prevención y control de contaminación ambiental. México. 1993.

Diario Oficial de la Federación. Secretaría de Gobernación. Relación de normas oficiales aprobadas por el comité de protección al ambiente. 1993. Programa nacional para la protección del medio ambiente. 1990-9. Ley Federal de protección al medio ambiente. 1992. Documento del tratado de libre comercio (Disposiciones ambientales). 1993. Para poder revisar todo esto en la Biblioteca de la FESC se cuenta con lo siguiente :

Discos compactos: Dialex. Diario Oficial de la federación. Normas : Worlwide Standards Service. TLC, Texto Completo. Hipercom. Datos en la legislación ecológica, la cual comprende : Ley General de Equilibrio Ecológico. Ley en materia de impacto ambiental. Reglamento y control de la contaminación de la atmósfera. Reglamento para la protección del ambiente por emisión de ruido. Reglamento en materia de residuos peligrosos. Índice de acuerdos con normas técnicas ecológicas. Listado de actividades altamente riesgosas. BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA : Frick, William and Thomas F. P. Sullivan. Environmental regulatory glossary. Government Institutes. Maryland. 1990. Crosby, Donald G. Environmental Toxicology and Chemistry. Oxford University Press. New York, 1998 Thomas, F.P., Sullivan, G, et al. Environmental, Health & Safety Manager’s Handbook. Government Institutes. Maryland. 1990. Kenneth B. Clansky, ed. Chemical guide to the OSHA hazard communication standard. Roytech. California. 1991. Vázquez Yañes, Carlos. La destrucción de la naturaleza. SEP. Fondo de cultura económica. México. 1989.



CARRERA DE : INGENIERÍA QUÍMICA. PAQUETE TERMINAL : AMBIENTAL PROGRAMA DE: CONTAMINACIÓN RADIACTIVA. ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE CIENCIAS QUÍMICAS CAMPO : COMPLEMENTARIO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA UBICACIÓN SEMESTRE : 8º, 9º MODALIDAD : CURSO HORAS/SEMANA/SEMESTRE : T 1 No. DE CRÉDITOS : 2 CLAVE: 1075 ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN.

Los daños fisiológicos que provoca la emisión de contaminantes radiactivos puede tener consecuencias catastróficas sobre la salud de las especies biológicas que pueblan nuestro planeta. La aparición frecuente de enfermedades cancerígenas y problemas de malformación genética humana, animal y vegetal, han sido monitoreados alrededor de todo el mundo desde mediados del siglo pasado, y es necesario conocer con mayor profundidad las causas del problema para establecer posibles soluciones. El control de la química de las reacciones radiactivas sería benéfico para reducir los efectos. El curso de “contaminación radiactiva” en el paquete terminal de “ambiental”, tiene la finalidad de brindar al estudiante de ingeniería química, la información que le permita establecer acciones para el control de las emisiones radiactivas de acuerdo a los parámetros legislativos actuales.

OBJETIVO GENERAL DE APRENDIZAJE : Al finalizar el curso el alumno distinguirá las propiedades que poseen los residuos radiactivos y sus efectos tanto ecológicos como fisiológicos, para poder proponer alternativas para su tratamiento o confinación. PROGRAMA: UNIDAD I. EVALUACIÓN DEL PROBLEMA (10 h) CONTENIDO : I.1 Evaluación del problema I.2 Radiactividad. I.2.1 Tipos de radiaciones I.2.2 Desintegración radiactiva I.2.3 Interacción de la radiación con la materia I.3 Detección y medida de la radiactividad I.3.1 Unidades de medida I.3.2 Tipos de detectores I.4 Efectos biológicos de las radiaciones I.4.1 Efectos no estocásticos I.4.2 Efectos estocásticos I.4.3 Límites de protección contra la radiación I.5 Fuentes de radiación y exposiciones a las radiaciones I.5.1 Fuentes de radiación naturales I.5.2 Fuentes naturales intensificadas por factores tecnológicos

I.5.3 Bienes de consumo emisores de radiaciones I.6 Radiactividad artificial I.6.1 radiactividad debida a la producción de energía de fisión I.6.2 La seguridad de los reactores de fisión UNIDAD. II RESIDUOS RADIACTIVOS (6 h) CONTENIDO : II.1 Clasificación II.2 Generación II.3 Tratamiento y acondicionamiento II.4 Transporte y almacenamiento II.5 Protección radiológica II.6 Gestión II.7 Legislación II.8Aspectos institucionales y situación internacional.

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA : Exposición oral por parte del profesor.

Lecturas obligatorias. Exposición por equipos.

MÉTODO DE EVALUACIÓN : Examen parcial. Examen final. Trabajos. Tareas.

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA : Ninguno PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA : Ingenieros Químicos, Químicos, carreras afines

B I B L I O G R A F Í A BÁSICA : Berlin, Robert E. & Stanton, Catherine C. Radiactive Waste Management. John Wiley & Sons. New York, 1989. Eller, Gary L. & Heineman, William Nuclear Site Remediation. Oxford University Press. New York, 2000 Van Loon, Gary W. Environmental Chemistry. A Global Perspective. Oxford University Press. New York, 2000 Wayne, Richard P. Chemistry of Atmospheres. 3rd Edition. Oxford University Press. New York, USA, 2000 Weiner, Eugene R. Applications of Environmental Chemistry CRC Press. New York, USA, 2000 Eckenfelder. W. W. Residuos y materiales peligrosos. McGraw-Hill México. 1992. William Frick and Thomas F. P. Sullivan. ed. Environmental regulatory glossary. Government Institutes. Maryland. 1990. Zakrzewski, Sigmund F. Environmental Toxicology. Oxford University Press. New York, 2002

Nuestra propia agenda sobre desarrollo y medio ambiente. Comisión de desarrollo y medio ambiente de América Latina y el Caribe. El Banco Interamericano de Desarrollo. 1991. Control de contaminación de residuos municipales e industriales. Dirección general de prevención y control de contaminación ambiental. México. 1993. Diario Oficial de la Federación. Secretaría de Gobernación. Relación de normas oficiales aprobadas por el comité de protección al ambiente. 1993. Programa nacional para la protección del medio ambiente. 1990-94. Ley Federal de protección al medio ambiente. 1992. Documento del tratado de libre comercio (Disposiciones ambientales). 1993. Para poder revisar todo esto en la Biblioteca de la FESC se cuenta con lo siguiente : BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: Discos compactos Dialex. Diario Oficial de la federación. Normas : Worlwide Standards Service. TLC, Texto Completo. Hipercom. Datos en la legislación ecológica, la cual comprende : Ley General de Equilibrio Ecológico. Ley en materia de impacto ambiental. Reglamento y control de la contaminación de la atmósfera. Reglamento para la protección del ambiente por emisión de ruido. Reglamento en materia de residuos peligrosos. Índice de acuerdos con normas técnicas ecológicas. Listado de actividades altamente riesgosas.



CARRERA DE : INGENIERÍA QUÍMICA. PAQUETE TERMINAL : AMBIENTAL PROGRAMA DE: TRATAMIENTO DE EFLUENTES LÍQUIDOS INDUSTRIALES APLICADA. ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE CIENCIAS QUÍMICAS CAMPO : COMPLEMENTARIO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA UBICACIÓN SEMESTRE : 8º, 9º MODALIDAD : CURSO HORAS/SEMANA/SEMESTRE : T 3 No. DE CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1078 ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA INTRODUCCIÓN

Los efluentes líquidos de las diferentes industrias químicas pueden causar serios problemas de contaminación de agua y suelo, si no se les da un tratamiento previo a su

descarga al drenaje municipal o a cualquier acuífero natural. A lo largo de la historia, y prácticamente desde el nacimiento de la revolución industrial, se han tenido muchos casos de contaminación por residuos líquidos industriales. Las curtidurías descargan Cromo VI en sus aguas residuales, que afectan seriamente a los suelos de cultivo. La emanación no controlada de las plantas de refinación y petroquímicas han provocado en varios países la muerte de muchas especies de la flora y fauna regional. Por lo tanto, es importante conocer los diferentes métodos de tratamiento de efluentes líquidos para reducir el riesgo de contaminación de nuestros escasos recursos hidráulicos, desde la identificación y cuantificación de las especies químicas contaminantes, hasta las características del diseño de equipos y operaciones unitarias del tratamiento de efluentes.

Con este curso se contribuye al conocimiento científico y tecnológico de los métodos de protección ambiental en el caso específico del agua. En la primera unidad del curso

se especifican los diagramas de flujo e instrumentación de los procesos más comunes de tratamiento de aguas a nivel industrial y en los capítulos subsecuentes se brinda un análisis monográfico de los casos más comunes para la industria mexicana.


Analizar las distintas operaciones unitarias que forman parte de los procesos de tratamiento de efluentes líquidos industriales, y estudiar su aplicación a la protección ambiental contra los residuos líquidos de varios tipos de industrias. PROGRAMA: UNIDAD. I OPERACIONES UNITARIAS MÁS FRECUENTES EN PROCESOS DE TRATAMIENTO DE EFLUENTES LÍQUIDOS (10 H) CONTENIDO : I.1 Separación sólido-sólido I.2 Adsorción con carbones activos I.3 Intercambio iónico I.4 Ósmosis inversa I.5 Biodegradación I.6 Aplicación de estas operaciones, tanto a la eliminación de compuestos nocivos, como a la recuperación de elementos que puedan reciclarse de nuevo al proceso o que su valor de mercado justifique su recuperación I.7 Incidencia sobre el impacto ambiental

UNIDAD II. USO DEL AGUA EN LA INDUSTRIA DEL ALUMINIO Y TRATAMIENTO DE SUS AGUAS RESIDUALES (4 h) UNIDAD III. USO DEL AGUA EN LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ Y TRATAMIENTO DE SUS AGUAS RESIDUALES (4 h) UNIDAD IV. USO DEL AGUA EN LA INDUSTRIA QUÍMICA Y TRATAMIENTO DE SUS AGUAS RESIDUALES (4 h) UNIDAD V. USO DEL AGUA EN LA INDUSTRIA DEL PETRÓLEO Y TRATAMIENTO DE SUS AGUAS RESIDUALES (4 h) UNIDADVI. USO DEL AGUA EN LA INDUSTRIA TEXTIL Y TRATAMIENTO DE SUS AGUAS RESIDUALES (4 h) UNIDAD VII. USO DEL AGUA EN LA INDUSTRIA DEL ACERO Y TRATAMIENTO DE SUS AGUAS RESIDUALES (4 h) UNIDADVIII. USO DEL AGUA EN LA INDUSTRIA AGRÍCOLA Y TRATAMIENTO DE SUS AGUAS RESIDUALES (4 h) UNIDADIX. OTROS USOS DEL AGUA Y TRATAMIENTO DE SUS AGUAS RESIDUALES (4 h) METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA : Exposición oral. Audiovisuales. MÉTODO DE EVALUACIÓN : Exámenes parciales. Examen final.

Trabajos. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA : Ninguno. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA : Ingenieros Químicos, Químicos, carreras afines

BIBLIOGRAFÍA

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA : American Society of Civil Engineers. Water Treatment Plant Design. 2nd Edition. Mc Graw Hill, New York, 1990 Hahn, Hermann; Hoffmann, Erhard & Odegaard, Hallvard Chemical Water and Wastewater Treatment Springer Verlag. Germany, 2000 Hammer, Mark J. Water and Watewater Technology John Wiley and sons, New York, 1986 Liu, David, H. & Líptak, Béla Groundwater and Surface Water Pollutation. Lewis Publisher. Boca Ratón, Florida, USA, 2000 Liu, David, H. & Líptak, Béla Chemical Water and Wastewater Treatment Lewis Publisher. Boca Ratón, Florida, USA, 2000 Pontius, Frederick. Water Quality and Treatment. 4th Edition. Mc Graw Hill, 1990

Sanks, Robert L. Water Treatment Plant Design. Ann Arbor Science. Michigan, USA, 1980 BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: Figueruelo, Juan E. & Dávila, Martín M. Química Física del Medio Ambiente. Reverté. Barcelona, 1991 Zakrzewski, Sigmund F. Environmental Toxicology. Oxford University Press. New York, 2002 Van Loon, Gary W. Environmental Chemistry. A Global Perspective. Oxford University Press. New York, 2000 Weiner, Eugene R. Applications of Environmental Chemistry CRC Press. New York, USA, 2000




PAQUETE TERMINAL

PETROQUÍMICA



CARRERA DE : INGENIERÍA QUÍMICA. PAQUETE TERMINAL : PETROQUÍMICA PROGRAMA DE: PETROQUÍMICA I ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA. SECCIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA CAMPO : COMPLEMENTARIO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA UBICACIÓN SEMESTRE : 8º, 9º MODALIDAD : CURSO HORAS/SEMANA/SEMESTRE : T 5 / P2 No. DE CRÉDITOS : 12 CLAVE: 1079 ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA INTRODUCCIÓN

El petróleo es una de las más valiosos recursos naturales de nuestro país. Su óptima explotación y aprovechamiento requiere de profesionistas bien preparados en el campo del diseño y optimización de procesos. Este paquete terminal consta de dos materias, Petroquímica I y II, en las cuales se pretende que el alumno adquiera la habilidad de aplicar en forma integral sus conocimientos para la interpretación y elaboración de los documentos de Ingeniería Básica de procesos de Refinación y Petroquímica, que le permita obtener una visión clara de la forma en que operan ese tipo de plantas industriales.

Desde la expropiación petrolera en 1938, las refinerías empezaron a ser operadas por técnicos mexicanos que habían adquirido gran experiencia en la operación de las

plantas extranjeras. A partir de entonces el gobierno empezó a preocuparse por contar con profesionistas capaces de operar dichas plantas industriales. Fue así como se creó la carrera de Ingeniería Química en el Instituto Politécnico Nacional, y posteriormente fue implementada en la Universidad nacional Autónoma de México, donde se le ha dado más importancia a los aspectos de diseño y adaptación de tecnologías que a la operación de los procesos.

El petróleo crudo que se obtiene en los campos de explotación de la sonda de Campeche y de los pozos del Sureste, son de naturaleza nafténica, lo cual le resta valor

comercial. Por lo que es importante diseñar procesos petroquímicos que permitan obtener productos de mayor valor. Actualmente el desarrollo de la tecnología industrial nacional en el área de la Industria Petroquímica requiere de un mayor impulso para reducir la importación de productos derivados del petróleo.


Al finalizar el curso el alumno deberá ser capaz de: Explicar la finalidad y características de los principales procesos de refinación y petroquímica a los que son sometidos tanto el petróleo crudo como el gas natural, e

interpretar los diferentes documentos de ingeniería básica, tales como diagramas de flujo, diagramas de tubería e instrumentos, planos de localización, y las hojas de especificación de equipo.

PROGRAMA: UNIDAD. I TRATAMIENTO DEL GAS NATURAL (20 h) OBJETIVO : Comprender el manejo y transporte del Gas Natural. CONTENIDO : I.1 Formación del petróleo y el gas. I.1.2 Capas y edades geológicas. I.1.3 Localización de yacimientos. I.2 Perforación : pozos exploratorios, pozos de producción. I.3 Materias primas para la obtención de Productos Petroquímicos. I.4 Reservas probadas y probables. I.4.1 Zonas productoras y zonas con probabilidades. I.5 Separación de crudo y gas. I.6 Gas amargo, gas dulce y gas húmedo, gas seco, gas hidratado,

gas deshidratado, gas asociado y no asociado. I.7 Endulzamiento del gas. I.8 Procesamiento del gas dulce húmedo. I.9 Operaciones unitarias y procesos criogénicos. I.10 Deshidratación del gas. I.11 Producción actual del gas en México. I.12 Fraccionamiento de los principales componentes del gas natural. I.13 Manejo y transporte del gas natural para su procesamiento. UNIDAD. II CARACTERIZACIÓN DE LOS CRUDOS. (20 h) OBJETIVO : Definir las estrategias de caracterización del Petróleo Crudo CONTENIDO : II.1 Composición del crudo. II.1.2 Propiedades físicas y químicas. II.1.3 Tratamiento para caracterización. II.2 Metodología ASTM y API. II.3 Crudos ligeros y crudos pesados. II.4 Crudos mexicanos : Olmeca, Istmo y Maya. II.5 Curvas de destilación ASTM, HPERCAL, HEMPEL. II.6 Curva de destilación TBP. II.7 Deshidratación de crudos, almacenamiento y recuperación de

vapores II.8 Transporte y manejo. UNIDAD. III REFINACIÓN DEL PETRÓLEO (20 h) OBJETIVO : Analizar el proceso de refinación del Petróleo Crudo. CONTENIDO : III.1 Evolución de los esquemas de refinación en función del

volumen, calidad y tipo de energéticos requeridos por el mercado.

III.2 Esquema típico de un módulo de refinación.

III.3 Control de calidad de crudos y productos de refinación : LPG, gasolinas, querosinas, gasóleos y combustóleos.

III.4 diagramas de integración de plantas. III.5 Ahorro de energía. III.6 Nuevos equipos y esquemas para reducir el consumo de

energía. III.7 La refinería del futuro.

III.8 Análisis de columnas de destilación primaria para los diferentes tipos de crudo.

UNIDAD. IV REFORMACIÓN DE NAFTAS (20 h) OBJETIVO : Comprender los diversos procesos empleados para la reformación de

naftas. CONTENIDO : IV.1 Especificaciones del corte de naftas óptimo para energéticos y

aromásticos, desulfuración de naftass. IV.2 Proceso de reformación de naftas : principales reacciones,

condiciones de operación y catalizadores. IV.3 Procesos cíclicos, semiregenerativos y con regeneración continua.

IV.4 Tipos de regeneración in situ y equipo especial. IV.5 Calidad de las gasolinas. IV.6 Curva de destilación, índice de octano. IV.7 aditivos y formulación de gasolinas.

IV.8 Proceso de alquilación, isomerización de C5 y C6 MTBE y TAME. UNIDAD. V DESINTEGRACIÓN CATALÍTICA (20 h) OBJETIVO : Analizar diversos procesos de desintegración catalítica. CONTENIDO : V.1 Antecedentes. V.2 Proceso de desintegración catalítica : principales reacciones,

condiciones de operación y catalizadores. V.3 Desintegración de gasóleos con y sin tratamiento previo de la

carga. V.4 Principales esquemas de desintegración catalítica,

desintegración de residuos. V.5 Desintegración de olefinas, gasolina diesel y residuo. UNIDAD. VI TRATAMIENTO DE RESIDUOS (12 h) OBJETIVO : Analizar diversos procesos para el tratamiento de residuos del petróleo

crudo. CONTENIDO : VI.1 Reductora de viscosidad para residuos de plantas primaria y de

vacío. VI.2 Decoquizadora de residuos primario y de vacío.


Exposición oral del profesor, durante la cual se mencionen experiencias adquiridas en casos reales. Además fomentar el trabajo de investigación de los alumnos consistente en investigar tecnologías actuales para la obtención de los principales productos petroquímicos que incluyan diagramas de proceso ; así como las medidas de seguridad que deben observarse en el manejo de los mismos. MÉTODO DE EVALUACIÓN : La evaluación se compondrá de la participación en clase, exposición oral del trabajo de investigación y un examen escrito por temas a desarrollar donde el alumno muestre su habilidad de interpretación de estructuración de procesos con sus respectivos diagramas para los procesos abordados en clase. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA : Ninguno. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA : Ingeniero Químico con experiencia en docencia y participación en coordinación de Ingeniería y construcción ó en operación de plantas.


BÁSICA : Altgel, Klaus H. & Boduszynski, Mieczyslaw M. Composition and análisis of heavy petroleum fractions. Marcel Decker Inc. New York, 1994 Evans Frank. "Equipment Design Handbook for Refinering and Chemical Plants". Vol. 1 y 2. Ed. Culf Publishing Company. USA, 1980. Ludwig. "Applied Process Design for Chemical & Petrochemical Plants". Vol. 1,2 y 3. Ed. Culf Publishing Company. USA, 1983. Jensen, Jerry L. ; Lake, Larry W. ; Corbett, Patrick W. M. and Goggin, D. J. “Statistics for Petroleum Engineers and Geoscientists” Ed. Prentice Hall. 1997.

Speight, James G. The chemistry and technology of Petroleum Marcell Decker Inc. New York, 1994 COMPLEMENTARIA : Peters Max S. & Immerhaus Klaus D. "Plant Design and Economics for Chemical Engineering". Ed. Mc. Graw-Hill Co. New York, 1986 Rahn, Perry H. Engineering Geology : An Environmental Approach 2a. ed. Prentice Hall. 1997.



CARRERA DE : INGENIERÍA QUÍMICA. PAQUETE TERMINAL : PETROQUÍMICA PROGRAMA DE: PETROQUÍMICA II ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA. SECCIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA CAMPO : COMPLEMENTARIO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA UBICACIÓN SEMESTRE : 9º MODALIDAD : CURSO HORAS/SEMANA/SEMESTRE : T 5 / P2 No. DE CRÉDITOS : 12 CLAVE: 1080 ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN

En el primero de los dos cursos que conforman este paquete se estudiaron lo procesos de refinación y de tratamiento primario a los que se someten el petróleo

crudo y el gas natural, además de algunos cuantos procesos petroquímicos de reformado catalítico y pirólisis. En este segundo curso del paquete de procesos

petroquímicos se discuten las diversas rutas químicas que se siguen para convertir las materias básicas del petróleo y gas natural en petroquímicos secundarios y en

productos finales. Se hace énfasis en las reacciones orgánicas que se llevan a cabo, pero sobre todo en los aspectos tecnológicos, describiendo los documentos de ingeniería

básica para cada uno de los procesos petroquímicos analizados, es decir, los diagramas de flujo de proceso, los diagramas de tubería e instrumentación y los planos

localización de equipo. Todo ello con la finalidad de que el estudiante se vaya familiarizando con los balances de materia y energía, el diseño de proceso y la filosofía de

control en una planta petroquímica.


Analizar los aspectos relevantes de la industria del petróleo en cuanto a la producción de derivados del petróleo y la integración de procesos en las plantas petroquímicas.

PROGRAMA: UNIDAD. I LA PETROQUÍMICA EN MÉXICO (15 h) OBJETIVO : Revisar los fundamentos para el desarrollo de la Industria Petroquímica en el país. CONTENIDO : I.1 La petroquímica en México. I.2 Fundamentos legales. I.3 El desarrollo de la petroquímica básica : corrientes utilizadas de hidrocarburos, diversificación de productos, centros petroquímicos y producciones. UNIDAD. II PRODUCCIÓN DE OLEFINAS (40 h) OBJETIVO : Analizar diversos procesos para la producción de olefinas. CONTENIDO : II.1 Las olefinas : piedras angulares de la petroquímica. II.2 Etileno, propileno, butadieno. II.3 Obtención del etileno por desintegración térmica del etano, y desintegración catalítica de naftas y gasóleos. II.4 Obtención del etileno por desintegración con vapor de hidrocarburos líquidos. II.5 Productos derivados del etileno : acetaldehido, óxido de etileno, dicloroetano, cloruro de vinilo. II.6 Etilbenceno, estireno, polietilenos de alta y baja densidad, polietileno lineal. II.7 Árbol de derivados y sus aplicaciones. II.8 Obtención del propileno por desintegración catalítica de gasóleos, pirólisis de hidrocarburos ligeros, desintegración con vapor de hidrocarburos líquidos y

deshidrogenación de propano. II.9 Productos derivados del propileno : tetrámero de propileno, alquiltolueno, cumeno, isopropileno, ácido acrílico, acroleína, etc. II.10 Polipropileno, óxido de propileno. Árbol de derivados y aplicaciones. II.11 Obtención del butadieno por desintegración catalítica de gasóleos, deshidrogenación de butano-butileno y oxodeshidrogenación de butilo. II.12 Productos derivados del butadieno : polibutadieno, hule nitrilo, hule estireno- butadieno, resinas ABS. II.13 Árbol de derivados y aplicaciones. UNIDAD. III PETROQUÍMICA DEL GAS NATURAL (12 h) OBJETIVO : Comprender los procesos derivados del gas natural. CONTENIDO : III.1 Productos petroquímicos derivados del gas natural : amoniaco metanol. III.2 Procesos de obtención del amoniaco. III.3 Derivados principales : urea, compuestos nitrogenados. III.4 Aplicaciones. III.5 Procesos de obtención del metanol. III.6 Derivados del metanol y sus aplicaciones. UNIDAD. IV PETROQUÍMICOS DERIVADOS DE NAFTAS (25 h) OBJETIVO : Analizar diversos procesos petroquímicos empleados para la producción de naftas. CONTENIDO : IV.1 Obtención de aromáticos por reformación de naftas. IV.2 Desarrollo de un tren de aromáticos para la producción de benceno, tolueno, xilenos y aromáticos pesados. IV.3 Obtención de aromáticos por ciclización de parafinas. IV.4 Obtención de productos derivados del benceno y tolueno y sus aplicaciones. IV.5 Obtención de productos derivados de xilenos y sus aplicaciones. UNIDAD. V INTEGRACIÓN DE PLANTAS PETROQUÍMICAS (20 h) OBJETIVO : Establecer los criterios de integración de las plantas petroquímicas e instalaciones. CONTENIDO :V.1 Integración de los principales centros petroquímicos. V.2 Diagramas de interconexión de plantas. V.3 Localización de plantas e instalaciones auxiliares.

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA : Exposición oral del profesor, durante la cual se mencionen experiencias adquiridas en casos reales. Además fomentar el trabajo de investigación de los alumnos consistente en investigar tecnologías actuales para la obtención de los principales productos petroquímicos que incluyan diagramas de proceso ; así como las medidas de seguridad que deben observarse en el manejo de los mismos. MÉTODO DE EVALUACIÓN : La evaluación se compondrá de la participación en clase, exposición oral del trabajo de investigación y un examen escrito por temas a desarrollar donde el alumno muestre su habilidad de interpretación de estructuración de procesos con sus respectivos diagramas para los procesos abordados en clase. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA : Ninguno. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA : Ingeniero Químico con experiencia en docencia y participación en coordinación de Ingeniería y construcción ó en operación de plantas.


BÁSICA : Altgel, Klaus H. & Boduszynski, Mieczyslaw M. Composition and análisis of heavy petroleum fractions. Marcel Decker Inc. New York, 1994 Evans Frank. "Equipment Design Handbook for Refinering and Chemical Plants". Vol. 1 y 2. Ed. Culf Publishing Company. USA, 1980. Ludwig. "Applied Process Design for Chemical & Petrochemical Plants". Vol. 1,2 y 3. Ed. Culf Publishing Company. USA, 1983. Jensen, Jerry L. ; Lake, Larry W. ; Corbett, Patrick W. M. and Goggin, D. J. “Statistics for Petroleum Engineers and Geoscientists” Ed. Prentice Hall. 1997.

Speight, James G. The chemistry and technology of Petroleum Marcell Decker Inc. New York, 1994 COMPLEMENTARIA : Peters Max S. & Immerhaus Klaus D. "Plant Design and Economics for Chemical Engineering". Ed. Mc. Graw-Hill Co. New York, 1986 Rahn, Perry H. Engineering Geology : An Environmental Approach 2a. ed. Prentice Hall. 1997.




PAQUETE TERMINAL

INTELIGENCIA ARTIFICIAL EN INGENIERÍA QUÍMICA



CARRERA DE : INGENIERÍA QUÍMICA. PAQUETE TERMINAL : INTELIGENCIA ARTIFICIAL EN INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE: TEMAS SELECTOS DE INTELIGENCIA ARTIFICIAL I ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA. SECCIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA CAMPO : COMPLEMENTARIO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA UBICACIÓN SEMESTRE : 8º MODALIDAD : CURSO HORAS/SEMANA/SEMESTRE : T 2 / P2 No. DE CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1081 ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN

La ingeniería química, como prácticamente todas las ramas de la ingeniería, ha tenido en las computadoras digitales, importantes herramientas tanto en la parte de análisis

como en la parte operativa de la profesión. Existen problemas tales como de que manera se puede almacenar el conocimiento adquirido en base a la experiencia por los ingenieros y trabajadores de una industria, de forma tal que pueda ser usado de manera eficiente en la solución de problemas que se presentan cotidianamente en el diseño, modificación, puesta en marcha, operación, y mantenimiento de las plantas industriales. O el problema de cómo correlacionar una variable dependiente con un conjunto de variables independientes en sistemas de alta complejidad (lo que impide que la correlación se obtenga partiendo de las leyes fundamentales válidas en el sistema). Las áreas de Sistemas Expertos y Redes Neuronales Artificiales, que son áreas de estudio de la Inteligencia Artificial (IA), se encargan de estudiar problemas como los arriba descritos. Es por ello que la IA es usada cada vez más en la solución de problemas prácticos en diferentes ramas de la ingeniería y la ciencia.

Este curso inicia con una introducción que trata sobre lo que es la IA, su historia, sus metas ; después se dan los fundamentos de los sistemas expertos y se analizan sus aplicaciones en la ingeniería química ; finaliza con el estudio redes neuronales artificiales y sus aplicaciones en ingeniería química.

OBJETIVOS GENERALES DE APRENDIZAJE:

- Que alumno aprenda qué es la inteligencia artificial y cómo ayuda a la ingeniería química. - Que el alumno aprenda qué son los sistemas expertos y cómo se pueden usar en ingeniería química. - Que el alumno aprenda qué son las redes neuronales artificiales y aplique las redes neuronales de retropropagación en problemas de correlación multivariable.

PROGRAMA: UNIDAD I. INTELIGENCIA ARTIFICIAL (6 h) OBJETIVO : Que el alumno obtenga un panorama general de lo que es la

inteligencia artificial y de las metas que hoy en día persigue la inteligencia artificial aplicada

CONTENIDO : I.1 Qué es la inteligencia artificial. Perspectiva histórica. I.2 La inteligencia artificial hoy en día. Sus metas. I.3 Areas de estudio. I.4 Sus usos en ingeniería química. UNIDAD II. SISTEMAS EXPERTOS (28 h) OBJETIVOS : Que el alumno aprenda qué es un sistema experto, qué partes lo

constituyen, qué tipos de razonamientos hay y cuales son los más comúnmente usados, qué es una base de conocimiento, de que forma se representa el conocimiento y cuáles son los tipos de búsqueda más usados. - Que el alumno elabore un pequeño sistema experto sobre una

aplicación en ingeniería química.

CONTENIDO : II.1 Partes de un sistema experto. La máquina de inferencias, el mecanismo de control, la base de conocimientos. II.2 Representación del conocimiento. Grafos, frames, scripts, entre otros. II.3 Tipos de Búsqueda. II.4 Tipos de inferencia. La deducción, la inducción, la abducción y otros. II.5 Monotonicidad y no monotonocidad. II.6 Implementación de los sistemas expertos. UNIDAD III. REDES NEURONALES ARTIFICIALES. (30h) OBJETIVOS : Que el alumno aprenda qué son las redes neuronales artificiales y

cuáles son sus uso. - Que utilice redes neuronales para hacer ajustes multivariables.

CONTENIDO : III.1 Introducción. III.2 Procesos de Aprendizaje. III.3 Perceptrones de una Capa. III.4 Perceptrones de Varias Capas. III.5 Aplicaciones a la ingeniería química.

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA: Exposición del maestro con ayuda del pizarrón y el proyector. Solución de problemas representativos en clase. Elaboración de algoritmos computacionales. MÉTODO DE EVALUACIÓN: Exámenes parciales escritos. Participación en clase. Elaboración de tareas. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: El alumno debe haber cubierto el número de créditos necesario para poder inscribirse en el paquete terminal. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA : Quien imparta esta asignatura debe tener el título de Ingeniero químico o equivalente, además debe tener conocimientos en el área de ciencias de la computación e inteligencia artificial.


BÁSICA : 1. Elaine Rich, Kevin Knight, “Artificial Intelligence”, 2nd edition, McGraw-Hill, USA, 1991. 2. George F. Luger and W.A. Stubblefield, “Artificial Intelligence”, 2nd edition, The Benjamin/Cummings Publishing Company, 1993. 3. Thomas E. Quantrille and Y.A. Liu, “Artificial Intelligence in Chemical Engineering”,

Academic Press, USA, 1991.

4. Joseph Giarratano & Gary Riley, “Expert Systems. Principles and Programming”, PWS-Kent Publishing Company, Boston, 1989. 5. Maureen Caudill and Charles Butler, "Understanding Neural Networks: Computer Explorations", Vols. I,II, MIT Press, Cambridge Massacchusetts, 1992. 6. James A. Freeman y David M. Skapura, “Redes Neuronales. Algoritmos Aplicaciones y Técnicas de Programación”, Addison-Wesles Iberoamericana, Wilmington,

Delaware, 1993. 7. Meyer, Bertrand. “Construcción de Software Orientado a Objetos”. Pearson Education. México, 1999. 8. Russell, Stuart & Norvig, Peter. Inteligencia Artificial. Prentice Hall Hispanoamericana. México, 1996. COMPLEMENTARIA : 9. P.J. Braspenning, F. Thuijsman and A.J.M.M. Weijters, Editors, “Artificial NeuralNetworks. An Introduction to ANN Theory and Practice”, Springer, Berlin 1995. 10. Simon Haykin, “Neural Networks. A Comprehensive Foundation”, 2nd edition, Prentice-Hall, UpperSaddle River, New Jersey, 1999. 11. Mohamad H. Hassoun, “Fundamentals of Artifical Neural Networks”, The MIT Press, Cambridge, Massachusetts, 1995.


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA CARRERA DE : INGENIERÍA QUÍMICA. PAQUETE TERMINAL : INTELIGENCIA ARTIFICIAL EN INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE: TEMAS SELECTOS DE INTELIGENCIA ARTIFICIAL II ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: SECCIÓN DE ING. QUÍMICA. DEPTO. DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CAMPO : COMPLEMENTARIO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA UBICACIÓN SEMESTRE : 8º MODALIDAD : CURSO HORAS/SEMANA/SEMESTRE : T 2 / P2 No. DE CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1082 ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN

Cuando un problema tiene muchas soluciones siempre se procura de entre ellas seleccionar la "mejor". El término "mejor" implica que se puede dar un grado de bondad

a cada una de las soluciones posibles (de esto se encarga la función objetivo) para escoger la mejor de ellas o, si la búsqueda de la mejor es demasiado ardua, se puede uno conformar con encontrar una buena solución. Del estudio de la manera de encontrar la mejor y las buenas soluciones se encarga la optimización. Los métodos tradicionales de optimización están basados en el uso del gradiente cuando las variables son continuas y en métodos que tienden a ser enumerativos cuando las variables son discretas (por ejemplo la programación dinámica). Cuando las funciones no son lisas (ruidosas), presentan discontinuidades, son multimodales, o tienen una dimensionalidad alta presentan muy serios obstáculos, a veces insalvables, a los métodos tradicionales de optimización. Los algoritmos genéticos pueden abordar el problema de optimizar funciones con las características que se han mencionado y obtener buenas soluciones. Los algoritmos genéticos han sido inspirados en el proceso de evolución de los seres vivos, se diferencian de las técnicas basadas en el gradiente en que en cada iteración modifican un conjunto de las posibles soluciones a la vez, mientras que aquéllas modifican en cada paso iterativo una sola de las soluciones. En el símil que se utiliza en los algoritmos genéticos, el conjunto de soluciones hace las veces de las poblaciones de seres que evolucionan y la función objetivo hace las veces del medio ambiente. En este curso se enseña al estudiante qué son los algoritmos genéticos y cómo puede usarlos en la solución de problemas sin y con y restricciones.

OBJETIVOS GENERALES DEL APRENDIZAJE: - Que el alumno sepa que es un algoritmo genético. - Que aprenda a utilizar los algoritmos genéticos en la solución de problemas. - Que identifique los problemas en los que es conveniente utilizar las técnicas tradicionales y en los que es conveniente utilizar los algoritmos genéticos. - Que identifique los problemas que presentan dificultad para ser resueltos con los algoritmos genéticos. - Que adquiera nociones de cómo pueden ser usados en el aprendizaje.

PROGRAMA: UNIDAD I. I N T R O D U C C I Ó N (4 h) OBJETIVOS : Que el alumno conozca las generalidades de la optimización. - Que el alumno conozca qué son y qué tipos de problema se atacan con los algoritmos evolutivos. - Que el alumno identifique las diferencias entre los métodos tradicionales y los basados en los algoritmos evolutivos. CONTENIDO : I.1 Función objetivo, puntos extremos, funciones convexas. I.2 Optimización sin restricciones. I.3 Optimización con restricciones. I.4 Generalidades de los Algoritmos Evolutivos. I.4.1 ¿Qué son ?. ¿Cómo se clasifican ?. ¿Para qué sirven ?. UNIDAD II. EL ALGORITMO GENÉTICO SIMPLE (8 h) OBJETIVOS : - Que el alumno aprenda que es un algoritmo genético simple (AGS). - Que aprenda cómo y porque funciona el AGS. - Que aplique el AGS en la solución de algunos problemas en ingeniería química. - Que compare los resultados al aplicar algún método tradicional. CONTENIDO : II.1 ¿Qué son los algoritmos genéticos?. II.1.1. Adaptación de los sistemas naturales y artificiales. II.2 El Algoritmo Genético Simple. II.2.1 ¿Cómo funciona?. II.2.1.1 Codificación. II.2.1.2 Selección proporcional. II.2.1.3 Cruzamiento en un punto. II.2.1.4 Mutación. II.3 ¿Por qué funciona?. II.3.1 Teorema del esquema. II.3.2 Hipótesis de los bloques constructores. II.4 Problemas en la aplicación de los algoritmos genéticos. II.4.1 Funciones engañosas. II.4.2 Correlación espuria. UNIDAD III. O P E R A D O R E S (4 h) OBJETIVOS : Que el alumno conozca otros tipos de operadores diferentes a los usados en el AGS. - Que conozcan sus ventajas. CONTENIDO : III.1 Diferentes formas de selección. III.2 Operador de cruzamiento. III.3 Operador de mutación. III.4 Operador de Inversión. III.5 Dominancia.

UNIDAD IV. H Í B R I D O S (24 h) OBJETIVOS : Que el alumno aprenda qué son los híbridos. - Que conozca las características del Algoritmo Genético Ecléctico propuesto por Kuri (2 ) y sus ventajas. - Que lo utilice en la solución de problemas y compare su desempeño con el AGS. - Que el alumno comprenda porque la representación con cadenas binarias de las soluciones de los problemas no es la mejor forma de representación en muchos casos. CONTENIDO : IV.1 ¿Qué son los híbridos? IV.2 Un Algoritmo Genético Ecléctico. IV.2.1 Elitismo total. IV.2.2 Formación de parejas tipo Vasconcelos. IV.2.3 Escalador de mutación aleatoria. IV.2.4 Autoadaptabilidad. IV.2.5 Controlando la entrada del escalador. IV.3 Otras formas de codificación. IV.4 Adaptando los algoritmos genéticos a problemas particulares. UNIDAD V. MANEJO DE RESTRICCIONES EN LOS ALGORITMOS EVOLUTIVOS (20 h) OBJETIVOS : Que el alumno compruebe que la optimización sujeta a restricciones complica la aplicación de los algoritmos evolutivos. - Que aprenda algunos métodos para resolver problemas con restricciones. - Que valore la importancia de las técnicas que toman en cuenta las restricciones ya que la mayoría de los problemas prácticos en ingeniería química son problemas sujetos a ellas. ONTENIDO : V.1 Funciones de penalización. V.2 Uso de modelos del sistema inmune. UNIDAD VI. ALGORITMOS GENÉTICOS Y APRENDIZAJE (4h) OBJETIVOS : Que el alumno adquiera nociones de cómo pueden ser usados los algoritmos genéticos para crear sistemas de cómputo que aprendan. - Que el alumno se de cuenta de la importancia que sistemas de este tipo tienen para la ingeniería química. CONTENIDO : VI.1 El enfoque de Pitsburgo. VI.2 El enfoque de Michigan. VI.2.1 Sistemas Clasificadores que Aprenden METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA: Exposición del maestro con ayuda del pizarrón y el proyector. Solución de problemas representativos en clase. MÉTODO DE EVALUACIÓN: Exámenes parciales escritos. Participación en clase. Elaboración de tareas. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: El alumno debe haber cubierto el número de créditos necesario para poder inscribirse en el paquete terminal. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA : Quien imparta esta asignatura debe tener el título de ingeniero químico o equivalente, además debe tener conocimientos en el área de ciencias de la computación e inteligencia artificial. B I B L I O G R A F Í A

BÁSICA : 1. T.F. Edgar, D.M. Himmelblau, “Optimization of Chemical Processes”, McGraw-Hill, Singapore, 1989. 2. Angel Kuri Morales, “A Comprehensive Approach to Genetic Algorithms in Optimization and Learning. Theory and Applications”, Instituto Politécnico Nacional, México

1999. 3. Zbigniew Michalewicz, “Genetic Algorithms + Data Structures = Evolution Programs”, 3rd edition, Springer, New York, 1996. 4. Melanie Mitchel, “An Introduction to Genetic Algorithms”, MIT Press, Cambridge, Massachusetts, 1996. COMPLEMENTARIA : 5. John H. Holland, “Adaptation in Natural and Artificial Systems”, MIT Press, Cambridge, Massachussetts, 1992. 6. David E. Goldberg, “Genetics Algorithms in Search, Optimization, and Machine Learning”, Addison-Wesley, USA, 1989.




PAQUETE TERMINAL

MATERIALES CERÁMICOS



CARRERA DE : INGENIERÍA QUÍMICA. PAQUETE TERMINAL : MATERIALES CERÁMICOS PROGRAMA DE: QUÍMICA DEL ESTADO SÓLIDO ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CAMPO : COMPLEMENTARIO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA UBICACIÓN SEMESTRE : 8º MODALIDAD : CURSO HORAS/SEMANA/SEMESTRE : T 2 / P2 No. DE CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1083 ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN.

Las propiedades físicas y químicas de los materiales, tales como su resistencia mecánica, conductividad eléctrica, sus propiedades ópticas y dieléctricas, sus propiedades

magnéticas y térmicas, así como su resistencia química, están definidas a escala atómica por su configuración electrónica, y a escala microscópica, por la forma geométrica de su red cristalina y por defectos puntuales que haya en ella. Las propiedades de un material determinado pueden cambiarse o mejorarse llevando a cabo combinaciones químicas, las cuales son caracterizadas por la termodinámica de los equilibrios de fase y por la dinámica de las transiciones de fase que ocurran. La ciencia de materiales establece el marco teórico para comprender la forma en que las propiedades a escalas atómica y microscópica, afectan al comportamiento y propiedades del material a nivel macroscópico, que finalmente son de interés en aplicaciones industriales y determinan la elección de un material u otro. Además de los metales y sus aleaciones, son de interés el estudio de materiales cerámicos y de compósitos, ya que en su formulación intervienen los conocimientos de profesionales de la química. En este curso de Química del Estado Sólido, el alumno analizará la relación que existe entre las estructuras de diferentes materiales sólidos y sus propiedades físicas y químicas, lo cual le permitirá explicar las aplicaciones tecnológicas de cada uno de ellos y proponer algún material para un determinado uso.

OBJETIVOS GENERALES DE APRENDIZAJE :

Partiendo de sus conocimientos de Química Inorgánica adquiridos a lo largo de su formación profesional, el alumno explicará la manera en que la estructura atómica y la morfología cristalográfica, definen las propiedades físicas y químicas de los materiales, aprenderá a hacer combinaciones físicas y químicas para mejorar dichas propiedades y a seleccionar alguno de dichos materiales para aplicaciones específicas.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS DE APRENDIZAJE: Al finalizar el curso el alumno deberá ser capaz de:

• Diferenciar los sólidos cristalinos de los amorfos • Explicar las propiedades cristaloquímicas correspondientes a los diferentes tipos de estructuras cristalinas. • Establecer la relación que existe entre las propiedades que presentan los sólidos inorgánicos con sus estructuras cristalinas.

PROGRAMA: UNIDAD I : IMPORTANCIA DE LA QUÍMICA DE ESTADO SÓLIDO (2 h) I.1 Desarrollo de la química de estado sólido I.2 Diferencias fundamentales entre la química y la física de estado sólido I.3 Morfología de cristales I.4 Descripción general de las propiedades de los sólidos inorgánicos y sus aplicaciones UNIDAD II : ESTRUCTURA CRISTALINA (16 h) II.1 Definición de cristal y amorfos II.2 Concepto de celda unitaria II.3 Sistemas cristalinos y redes de Bravais II.4 Simetría y operaciones de Simetría II.5 Grupos espaciales II.6 Diferentes tipos de estructuras prototipos UNIDAD III : DIFRACCIÓN DE RAYOS X (14 h) III.1 La técnica de difracción para identificar sólidos cristalinos III.2 Fundamentos III:3 Instrumentación III.4 Interpretación de datos

UNIDAD IV: DEFECTOS EN CRISTALES (16 h) IV.1 Cristales perfectos e imperfectos IV.2 Clasificación de defectos IV.3 Defectos puntuales IV.4 Defectos Schottky IV.5 Defectos Frenkel IV.6 Defectos no estequiométricos IV.7 Dislocaciones en cristales IV.8 Fallas de empaquetamiento IV.9 Soluciones sólidas UNIDAD V : PROPIEDADES FÍSICAS Y SUS APLICACIONES (16 h) V.1Propiedades eléctricas V.2 Origen de la conductividad eléctrica V.3 Estructura electrónica de sólidos V.4 Teoría de bandas V.5 Semiconductores y sus aplicaciones V.6 Electrólitos sólidos V.7 Conceptos de ferroelectricidad, piezoelectricidad y piroelectricidad V.8 Propiedades magnéticas V.9 Propiedades ópticas

TRABAJO EXPERIMENTAL : Se pretende motivar al estudiante en la realización de trabajo experimental bajo la base de un programa de laboratorio . Este tipo de trabajo se planea de tal forma que el estudiante pueda obtener una visión de conjunto de la parte o partes de su curso. Se realizan las siguientes prácticas: 1. Modelos cristalinos 2. Crecimiento de cristales 3. Difracción de rayos X I 4. Difracción de rayos X II 5. Identificación de compuestos polimórficos 6. Identificación de defectos cristalinos 7. Comportamiento no lineal de Corriente Eléctrica en semiconductores 8. Medición de susceptibilidad magnética en materiales ferromagnéticos 9. Cerámicos superconductores 10. Distribución de tamaño de partículas en sólidos policristalinos

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA : Las técnicas de enseñanza que serían deseables utilizar son : Discusión en pequeños grupos Exposición por parte del profesor Seminarios sobre tópicos relacionados con el curso Prácticas de laboratorio METODO DE EVALUACIÓN : Se propone: Exámenes parciales 40% Trabajo Experimental 40% Discusión en pequeños grupos 10% seminarios obligatorios 10% REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA : Ninguno PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA : Ing. Químicos, Químicos, carreras afines


BÁSICA : Adams D.M. Inorganic Solids John Wiley & Sons. USA, 1997 Chung, Deborah D. L. Applied Materials Science. CRC Press. New York, 2000 Clarke, A. & Eberhardt, C. Microscopy Techniques for Materials Science CRC Press. New York, 2002 Domínguez Adame, Francisco. Física del estado Sólido. Teoría y Métodos. Thomson Editores. México, 2000 Gay, Daniel; Van Hoa, Suong & Tsai, Stephen W. Composite Materials. Design and Applications CRC Press. New York, 2002 Green, Andrew J.; Tavonic, Boban; Jones, Ian & Goodhew, Peter J. Materials Science on CD ROM CRC Press. New York, 1998 Miravete, Antonio et al. Materiales Compuestos. Tomos I y II Reverté. Barcelona, España, 2000 Miravete, Antonio Los Nuevos Materiales en la Construcción. Reverté. Barcelona, España, 1995 Pitteri, Mario & Zanzotto, G. Continuum Models for Phase Transitions and Twinning in Cristals CRC Press. New York, 2002 Shackelford, James F. & Alexander, William The CRC Matetrials Science and Engineering Handbook. 3th Edition.

CRC Press. New York, 2000 Schaffer, Saxena, Antolovich, Sanders y Waener. Ciencia y Diseño de Materiales para Ingeniería. CECSA. México, 2001 Van Vlack, Lawrence. Materiales para Ingeniería CECSA. México, 1997 Well A.F. Structural Inorganic Chemistry Ed. Oxford, 1998 West A .R . An Introduction to Solid State Chemistry Ed Wiley Inc. USA, 1994 COMPLEMENTARIA Charles Kittel Introducción a la Física de Estado Sólido Ed. Reverté, 1992 Watterman, Norman A. & Ashby, Michael F. Materials Selector on CD ROM. CRC Press. New York, 1999 El Mallawany, Raouf A. H. Tellurite Glasses Handbook CRC Press. New York, 2001. Salamone, Joseph C. Polymeric Materials Encyclopedia. Single User CD ROM. CRC Press. New York, 1996.



CARRERA DE : INGENIERÍA QUÍMICA. PAQUETE TERMINAL : MATERIALES CERÁMICOS PROGRAMA DE: TECNOLOGÍA CERÁMICA ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CAMPO : COMPLEMENTARIO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA UBICACIÓN SEMESTRE : 9º MODALIDAD : CURSO HORAS/SEMANA/SEMESTRE : T 2 / P2 No. DE CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1084 ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN

En este curso teórico-práctico el alumno llevará a cabo el diseño y preparación de materiales cerámicos. Además utilizará algoritmos computacionales para simular el comportamiento de dichos materiales en aplicaciones específicas.

OBJETIVOS GENERALES DE APRENDIZAJE :

El curso presentará una revisión de las aplicaciones de la Ingeniería Cerámica. Conocerán los diferentes procesos de fabricación de los materiales cerámicos (refractarios, cementos, vidrio, porcelana estructural, cerámica electrónica, etc) y simularán su comportamiento mecánico, térmico y electrónico. PROGRAMA: UNIDAD I : REACCIONES EN ESTADO SÓLIDO (18 h) CONTENIDO : I.1 Métodos precursores I.1.1 Sol-gel, precipitación, cristalización, película, sinterización. UNIDAD II : ASPECTOS TERMODINÁMICOS DE LAS REACCIONES EN ESTADO SÓLIDO (12 h) UNIDAD III : DIAGRAMAS DE FASES (14 h) CONTENIDO : III.1 Sistemas unarios, binarios y ternarios III.2 Regla de fases de Gibbs III.3 Ley de Clausius Clapeyron UNIDAD IV PROCESOS CERÁMICOS (20 h) CONTENIDO : IV.1 Vidrio IV.1.1 Naturaleza física y química. IV.1.2 Proceso de fabricación IV.1.3 Comportamiento de vidrios en el enfriamiento IV.1.4 Principales vidrios inorgánicos IV.2 Refractarios

IV.2.1 Clasificación de materiales refractarios IV.2.2 Usos y aplicaciones IV.2.3 Procesos de fabricación IV.3 Cementos IV.3.1 Clasificación IV.3.2 Producción IV.4 Porcelanas estructurales IV.4.1 Proceso de fabricación IV.4.2 Materias primas

TRABAJO EXPERIMENTAL : Se pretende motivar al estudiante en la realización de trabajo experimental bajo la base de un programa de laboratorio . Este tipo de trabajo se planea de tal forma que el estudiante pueda obtener una visión de conjunto de la parte o partes de su curso. Se realizan las siguientes prácticas: 1. Obtención de perovskitas por reacción de precipitación 2. Recubrimiento de película semiconductora 3. Obtención de vidrios de colores 4. Preparación de porcelana (2 sesiones) 5. Obtención de óxidos de tipo espinela por reacción en estado sólido 6. Preparación de pigmentos cerámicos 7. Determinación de coeficientes de dilatación en tres diferentes pastas cerámicas 8. Preparación del cemento Portland METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA : Las técnicas de enseñanza para este curso son : Exposición por parte del profesor Seminarios sobre tópicos relacionados con el curso Trabajo experimental METODO DE EVALUACIÓN : Exámenes parciales 40% Trabajo Experimental 40% Seminarios obligatorios 20% REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA : Materiales cerámicos

PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTE LA ASIGNATURA : Ing. Químicos, Químicos, carreras afines B I B L I O G R A F Í A

BÁSICA : Segal D. Chemical Synthesis of Advanced Ceramic Materials Chemistry of Solid State Materials I Cambridge Univ. Press, 1991 Hagenmuller P. Editor Preparative Methods in Solid State Chemistry Academic Press, 1992 Reed J.J. Introduction of Principles of Ceramic Processing John Wiley ans Sons Inc, 1998 Hench L. and Ulrich D.R. Science of Ceramic Chemical Processing Wiley & Sons Inc, 1996 COMPLEMENTARIA: Binner J.G.P. Editor Advanced Ceramic Processing and Technology Wiley & Sons Inc, 1993




PAQUETE TERMINAL

ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DE LOS MATERIALES (ORIENTACIÓN POLÍMEROS)



CARRERA DE : INGENIERÍA QUÍMICA. PAQUETE TERMINAL :ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DE LOS MATERIALES (ORIENTACIÓN POLÍMEROS) PROGRAMA DE: ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DE LOS MATERIALES ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CAMPO : COMPLEMENTARIO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA UBICACIÓN SEMESTRE : 8º MODALIDAD : CURSO HORAS/SEMANA/SEMESTRE : T 5 / P2 No. DE CRÉDITOS : 12 CLAVE: 1085 ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN

El área de materiales con sus diversas categorías: metales, cerámicos, polímeros y materiales compuestos; es de gran relevancia debido al interés tecnológico de producir materiales con propiedades mejor definidas y desarrollar nuevos materiales para aplicaciones novedosas. El área de materiales es un área en constante evolución; el dinamismo que presenta se ve reflejado por la gran cantidad materiales, con diferentes grados de sofisticación, que han aparecido en los últimos tiempos. En este contexto y dada la importancia del área es necesario incluir, como parte de la formación de los Ingenieros Químicos que deseen introducirse en la ciencia e ingeniería de los materiales, este paquete terminal que permita al estudiante comprender e interpretar el comportamiento de los materiales al estudiar la relación entre la estructura y las propiedades.

La importancia de este paquete terminal radica en que los ingenieros químicos frecuentemente enfrentan problemas relacionados con el área de materiales; el más evidente problema puede ser el de selección y uso adecuado de materiales de construcción de equipo de proceso; dentro de esta categoría se incluyen los problemas de resistencia mecánica, resistencia al ataque químico, comportamiento de los materiales a diferentes temperatura, corrosión y oxidación. Asimismo, los ingenieros químicos, pueden verse involucrados en la síntesis, formulación, modificación y procesamiento de materiales (particularmente en el caso de materiales poliméricos) por lo que el paquete que se propone a continuación pretende proporcionar al futuro profesionista los conocimientos y los elementos formativos requeridos para enfrentar estos problemas. El enfoque que se le da a este paquete es el de destacar los principios fundamentales de la relación entre la estructura de un material determinado y sus propiedades que permitan una comprensión clara del comportamiento de los materiales.

JUSTIFICACIÓN

El área de ciencia y tecnología de materiales es un área sumamente importante la cual es considerada en muchos países, incluyendo México, como una de las áreas prioritarias con una perspectiva de desarrollo muy amplia. Los materiales pueden ser estudiados desde muy diversos enfoques y con el apoyo de diferentes disciplinas. En particular, los Ingenieros Químicos, dado su bagaje de conocimientos en Química e Ingeniería poseen un perfil adecuado para abordar los problemas relacionados con materiales en cuanto al desarrollo de procesos para producirlos e interpretación de su comportamiento; asimismo, les permite, comprender la estructura de los materiales con base en las interacciones moleculares que se presentan y que determinan sus características. La formación que reciben los Ingenieros Químicos en física, fisicoquímica, termodinámica, química orgánica y fenómenos de transporte les permite profundizar, con particular ventaja, en los materiales poliméricos por lo que se plantea la orientación del paquete en esta área.

OBJETIVO GENERAL DE APRENDIZAJE

Que el alumno adquiera los conceptos fundamentales de la ciencia de materiales al estudiar la estructura molecular y morfología de los distintos grupos de materiales lo que le permitirá interpretar adecuadamente el comportamiento y las propiedades de cada grupo.

PROGRAMA:

UnidadI.-Introducción (6horas) I.1 El enfoque de la ciencia de materiales. I.2 Clasificación de los materiales. I.3 Uso adecuado de los materiales. I.4 Importancia del estudio de los materiales; algunos ejemplos. I.5 Nuevos desarrollos en materiales. Unidad II.- Estructura de los sólidos. (16 horas)

II.1 El estado sólido. II.2 Estructura atómica y molecular. II.3Fuerzas interatómicas. II.4Cristalografía.

Unidad III.- Imperfecciones de los sólidos (16 horas)

III.1Defectos puntuales en sólidos cristalinos y amorfos. III.2 Defectos lineales en cristales. III.3 Teoría de dislocaciones. III.4 Defectos interfaciales

Unidad IV.- Equilibrio . (21 horas)

IV.1 Termodinámica del equilibrio. IV.2 Concentración de defectos. IV.3 Diagramas de equilibrio de fases; un componente y binarios IV.4 Termodinámica de las reacciones invariantes.

Unidad V.- Cinética. (21 horas)

V.1 Teoría del estado de transición. V.2 Difusión en sólidos. V.3 Cinética de las transformaciones de fase. V.4 Oxidación, corrosión y degradación de materiales.

Unidad VI.- Propiedades mecánicas. (16 horas)

VI.1 Deformaciones elásticas; ley de Hooke. VI.2 Resistencia de los materiales a baja temperatura. VI.3 Resistencia de los materiales a alta temperatura; deformación plástica. VI.4 Fractura de los materiales; mecánica de fractura. VI.5 Endurecimiento de los materiales, mecanismos de algunos procesos. VI.6 Propiedades mecánicas y microestructura de los materiales. VI.7 Deformación de materiales amorfos. VI.8 Termofluencia. VI.9 Ensayo de materiales.

Unidad VII.- Propiedades eléctricas, magnéticas y ópticas (16 horas)

VII.1 Niveles de energía de electrones y teoría de bandas. VII.2 Conductores, semiconductores y aislantes. VII.3 Resistividad eléctrica y conductividad. VII.4 Propiedades magnéticas. VII.5 Propiedades ópticas; luminiscencia y fotoconductividad.

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA

Exposición de temas por el profesor.- utilizando material de apoyo audiovisual como acetatos, transparencias y computadora. Series de problemas que el alumno debe resolver fuera del salón de clase. Experiencias de cátedra.- mediante experimentos que ilustren algunos fenómenos fisicoquímicos requeridos en cada tema. Visitas a laboratorios de ensayo de materiales que incluyan pruebas demostrativas.

METODO DE EVALUACIÓN

Exámenes parciales. Trabajos y tareas.

REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: NINGUNO. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA MATERIA: INGENIERO QUÍMICO.

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BIBLIOGRAFÍA BASICA:

Craig R. Barrett, William D. Nix, Alan S. Tetelman, The principles of Engineering Materials. Prentice Hall, 1973. Ebewele, Robert O. Polymer Science and Technology. CRC Press. New York, 2000 Jastrzebski Z. D., The Nature and Properties of Engineering Materials. John Wiley and Sons, 3ª ed., 1995. Gay, Daniel; Van Hoa, Suong & Tsai, Stephen W. Composite Materials. Design and Applications. CRC Press. New York, 2002 Green, Andrew J; Tanovic, Boban; Jones, Ian & Goodhew, Peter J. Materials Science on CD ROM. CRC Press. New York, 1998 Ohring Milton, Engineering Materials Science, Academic Press, San Diego (1995). Hummel Rolf E., Understanding Materials Science: History, Properties, Applications., Springer, New York (1988). Samuel M. Allen, Edwin L. Thomas, The Structure of Materials, New York (1999).

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA

Shackelford, James F. & Alexander, William. The CRC Materials Science and Engineering Handbook. 3th Edition. CRC Press. New York, 2000 Dieter, G. E., Mechanical Metallurgy, 3ª ed., Mc Graw Hill Hill, (1987).

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CARRERA DE : INGENIERÍA QUÍMICA. PAQUETE TERMINAL :ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DE LOS MATERIALES (ORIENTACIÓN POLÍMEROS) PROGRAMA DE: POLÍMEROS ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CAMPO : COMPLEMENTARIO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA UBICACIÓN SEMESTRE : 9º MODALIDAD : CURSO HORAS/SEMANA/SEMESTRE : T 5 / P2 No. DE CRÉDITOS : 12 CLAVE: 1086 ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN

El área de materiales con sus diversas categorías: metales, cerámicos, polímeros y materiales compuestos; es de gran relevancia debido al interés tecnológico de producir materiales con propiedades mejor definidas y desarrollar nuevos materiales para aplicaciones novedosas. El área de materiales es un área en constante evolución; el dinamismo que presenta se ve reflejado por la gran cantidad materiales, con diferentes grados de sofisticación, que han aparecido en los últimos tiempos. En este contexto y dada la importancia del área es necesario incluir, como parte de la formación de los Ingenieros Químicos que deseen introducirse en la ciencia e ingeniería de los materiales, este paquete terminal que permita al estudiante comprender e interpretar el comportamiento de los materiales al estudiar la relación entre la estructura y las propiedades. La importancia de este paquete terminal radica en que los ingenieros químicos frecuentemente enfrentan problemas relacionados con el área de materiales; el más evidente problema puede ser el de selección y uso adecuado de materiales de construcción de equipo de proceso; dentro de esta categoría se incluyen los problemas de resistencia mecánica, resistencia al ataque químico, comportamiento de los materiales a diferentes temperatura, corrosión y oxidación. Asimismo, los ingenieros químicos, pueden verse involucrados en la síntesis, formulación, modificación y procesamiento de materiales (particularmente en el caso de materiales poliméricos) por lo que el paquete que se propone a continuación pretende proporcionar al futuro profesionista los conocimientos y los elementos formativos requeridos para enfrentar estos problemas. El enfoque que se le da a este paquete es el de destacar los principios fundamentales de la relación entre la estructura de un material determinado y sus propiedades que permitan una comprensión clara del comportamiento de los materiales.

JUSTIFICACIÓN

El área de ciencia y tecnología de materiales es un área sumamente importante la cual es considerada en muchos países, incluyendo México, como una de las áreas prioritarias con una perspectiva de desarrollo muy amplia. Los materiales pueden ser estudiados desde muy diversos enfoques y con el apoyo de diferentes disciplinas. En particular, los Ingenieros Químicos, dado su bagaje de conocimientos en Química e Ingeniería poseen un perfil adecuado para abordar los problemas relacionados con materiales en cuanto al desarrollo de procesos para producirlos e interpretación de su comportamiento; asimismo, les permite, comprender la estructura de los materiales con base en las interacciones moleculares que se presentan y que determinan sus características. La formación que reciben los Ingenieros Químicos en física, fisicoquímica, termodinámica, química orgánica y fenómenos de transporte les permite profundizar, con particular ventaja, en los materiales poliméricos por lo que se plantea la orientación del paquete en esta área.

OBJETIVO GENERAL DE APRENDIZAJE

Proporcionar al alumno los fundamentos de los materiales poliméricos en cuanto a sus características moleculares y morfológicas que le permitan interpretar su comportamiento. Adquirir una formación en el área de los materiales poliméricos en cuanto a su fabricación, procesamiento y características finales así como de los cambios que se producen durante su uso. Conocer los campos de aplicación de estos materiales. PROGRAMA:

Unidad I.- Introducción. (6 horas) I.1 Concepto de macromolécula. I.2 La industria de los materiales poliméricos. I.3 Clasificaciones comunes. I.4 Nomenclatura.

Unidad II.- Síntesis de polímeros. (15 h) II.1 Polimerización por reacciones en cadena.

por radicales libres. aniónica. catiónica.

II.2 Polimerización por etapas. II.3 Procesos de polimerización

en masa en solución en emulsión en suspensión

Unidad III.- Estructura molecular (12 horas) III.1 Unidad estructural. III.2 Regioquímica. III.3 Esteroquímica. III.4 Polímeros ramificados. III.5 Grupos funcionales. III.6 Peso molecular y su distribución. III.7 Entrecruzamiento. III.8 Copolímeros.

composición secuencias diadas, triadas, etc.

III.9 Copolímeros aleatorios, alternados, en bloque. III. 10 Terpolímeros y sistemas de más de tres monómeros.

Unidad IV.- Morfología (15 horas) IV.1 Estructura cristalina IV.2 Polímeros cristalinos y amorfos. IV.3 Densidad de polímeros. IV.4 Microestructura. IV.5 Efecto de la deformación en la morfología. IV.6 Movimiento molecular en materiales poliméricos.

Unidad V.- Propiedades mecánicas (12 horas) V.1 Relación esfuerzo-deformación.

V.2 Módulo elástico de polímeros a T<Tg. V.3 Comportamiento de elastómeros. V.4 Viscoelasticidad. V.5 Relajación de esfuerzos. V.6 Experimentos de relajación de esfuerzos y "creep". V.7 Respuesta dinámica. V.8 Energía de deformación. V.9 Espectro mecánico inelástico. V.10 Ecuación WLF. V.11 Resistencia al impacto. V.12 Fractura.

Unidad VI.- Propiedades térmicas. (12 horas) VI.1 Temperatura de transición vítrea. VI.2 Análisis térmico.

Calorimetría diferencial de barrido (DSC). Análisis térmico diferencial (DTA). Termogravimetría (TG). Análisis termomecánico.

VI.3 Teoría del volumen libre. Unidad VII.- Propiedades eléctricas y ópticas (12 horas)

VII.1 Comportamiento en un campo eléctrico. VII.2 Absorción de luz. VII.3 Reflexión, refracción y transmisión de luz.

Unidad VIII.- Propiedades químicas. (16 horas) VIII.1 Polímeros en solución. VIII.2 Permeabilidad. VIII.3 Ataque químico. VIII.4 Foto oxidación. VIII.5 Envejecimiento. VIII.6 Degradación ambiental. VIII.7 Ataque biológico. VIII.8 Biocompatibilidad.

Unidad IX.- Tecnología de materiales poliméricos. (12 horas) IX.1 Termoplásticos de ingeniería. IX.2 Formulación de plásticos. IX.3 Procesamiento de termoplásticos.

Inyección. Extrusión. Moldeo.

METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA

Exposición de temas por el profesor.- utilizando material de apoyo audiovisual como acetatos, transparencias y computadora.

Series de problemas que el alumno debe resolver fuera del salón de clase. Experiencias de cátedra.- mediante experimentos que ilustren algunos fenómenos fisicoquímicos requeridos en cada tema. Visitas a laboratorios de ensayo de materiales que incluyan pruebas demostrativas.

METODO DE EVALUACIÓN

Exámenes parciales. Trabajos y tareas. Seminarios Proyectos de investigación REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: NINGUNO. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA MATERIA: INGENIERO QUÍMICO. BIBLIOGRAFÍA BASICA

Ebewele, Robert O. Polymer Science and Technology. CRC Press. New York, 2000 Odian G., Principles of polymerization, 3ª ed., John Wiley & Sons, NY,(1991) Hall Christopher, Polymer Materials, an introduction for technologists and scientists. 2ª ed., John Wiley & Sons, New York (1989). I. M. Ward, D. W. Hadley, An Introduction to Mechanical Properties of Solid Polymers, John Wiley, (1993). Morton, Jones David H., Procesamiento de plásticos: inyección, moldeo, hule, pvc, Limusa, México (1993). Turi, Edith A., Thermal Characterization of Polymeric Materials, Academic, New York (1981). BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA

Renat S. Saifullin, Physical Chemistry of inorganic, polymeric and Composite materials, E. Horwood, New York (1992). Dorel Feldman, Alla Barbalata, Synthetic Polymers: Technology, Properties, Applications, Chapman and Hall, London (1996). Basset D. C., Principles of Polymer Morphology, Cambridge University Press, (1976).



DIVISIÓN DE CIENCIAS QUÍMICO BIOLÓGICAS

PAQUETE TERMINAL

TÉCNICAS ANALÍTICAS Y SU APLICACIÓN INDUSTRIAL



CARRERA DE : INGENIERÍA QUÍMICA. PAQUETE TERMINAL TÉCNICAS ANALÍTICAS Y SU APLICACIÓN INDUSTRIAL) PROGRAMA DE: TÉCNICAS ANALÍTICAS Y SU APLICACIÓN INDUSTRIAL ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA. SECCIÓN DE QUÍMICA ANALÍTICA CAMPO : COMPLEMENTARIO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA UBICACIÓN SEMESTRE : 8º, 9º MODALIDAD : CURSO HORAS/SEMANA/SEMESTRE : T 3 / P6 No. DE CRÉDITOS : 12 CLAVE: 1087 ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA INTRODUCCIÓN El presente programa contiene las técnicas analíticas de mayor aplicación en la industria. Se recomienda previamente haber cursado Química Analítica III, ya que no toma en cuenta técnicas ya consideradas en las asignaturas de Química Analítica de la carrera de I.Q. Tampoco pretende ser un curso exhaustivo de todas las técnicas analíticas, sino que se han seleccionado aquéllas de mayor aplicación industrial. Asimismo, la profundidad de los temas será la suficiente como para que el ingeniero químico tenga una idea clara de la aplicación de dichas técnicas en la industria y cuente con el apoyo de éstas durante su desarrollo profesional.

OBJETIVOS GENERALES DE APRENDIZAJE: • Que el alumno sepa elegir con criterio el método instrumental analítico más adecuado para la resolución de un problema dado. • Que el alumno aprenda los fundamentos de las diversas técnicas analíticas que se utilizan en el ámbito industrial. • Que el alumno conozca como se aplican en el ámbito industrial las diversas técnicas analíticas estudiadas para la resolución de problemas específicos. PROGRAMA:

UNIDAD I. MÉTODOS ESPECTROMÉTRICOS (48 horas)

Métodos de Absorción y Emisión (métodos para el análisis elemental) Objetivos Particulares: 1. - Introducir los principios físicos los métodos espectrométricos. 2. -Describir tanto los principios físicos como la Instrumentación. 3. - Identificar las propiedades fisicoquímicas de los analitos necesarias para su análisis por dichas técnicas. 4. - Identificar los diferentes campos de aplicación industrial de las técnicas analíticas.

I. GENERALIDADES:

A. Importancia del Análisis Espectrométrico. B. El espectro electromagnético C. Naturaleza de la Interacción Radiación Electromagnética Materia

1. Niveles de Energía Atómica. 2. Niveles de Energía Electrónica Molecular. 3. Niveles de Energía Vibracional. 4. Niveles de Energía de los Rayos X.

2. INSTRUMENTACIÓN. 2.1. Fuentes de Radiación.

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2.2. Selectores de longitud de onda. 2.3. Contenedores de Muestras. 2.4. Detectores y Transductores. 3. ESPECTROMETRÍA DE EMISIÓN ATÓMICA (AES). 3.1. Introducción 3.2. Principio. 3.3 Partes fundamentales de Espectrómetro de Emisión. 3.3.1. Fuentes de radiación:

• Flamas • Plasmas ICP (Inductively Coupled Plasma) • Arco • Chispa • otras

3.3.2. Detectores. 3.4. Exactitud, Precisión, límites de Detección y efectos de matriz. 3.5. Aplicaciones 4. ESPECTROMETRÍA DE ABSORCIÓN ATÓMICA (AAS). 4.1. Introducción 4.2. Principio. 4.3 Partes fundamentales de Espectrómetro de Absorción. 4.3.1. Fuentes primarias de radiación 4.3.2. Fuente libre de átomos 4.3.3. Sistemas Ópticos de dispersión 4.3.4. Detectores. 4.3.5. Interferencias • Químicas • Espectrales 4.4. Sensibilidad 4.5. Aplicaciones 5. ESPECTROMETRÍA DE FLUORESCENCIA DE RAYOS X (XRF). 5.1. Introducción 5.2. Principio. 5.3 Partes fundamentales de espectrómetro de Rayos X. 5.3.1. Fuentes de radiación • Tubos de rayos x • Fuentes Radiactivas 5.3.2. Sistemas de dispersión de longitud de onda 5.4. Exactitud, Precisión y límites de Detección

5.5. Aplicaciones Analíticas 5.5.1. Preparación de la muestra 5.5.2. Análisis Cualitativo y Cuantitativo 6. ESPECTROSCOPIA RAMAN E INFRARROJA (IR) 6.1. Introducción 6.2. Principio. 5.3 Partes fundamentales de un espectrómetro de IR 5.3.1. Fuentes de radiación 5.3.2. Sistemas de dispersión 5.4. Aplicación para la identificación de grupos funcionales

UNIDAD II. MÉTODOS ELECTROQUÍMICOS (48 horas). OBJETIVOS: • Que el alumno conozca las más modernas técnicas electroquímicas de análisis. • Que el alumno aplique los diferentes métodos de análisis electroquímico y

experimente sus ventajas y desventajas para la resolución de problemas a nivel industrial.

I. VOLTAMPEROMETRÍAS A. Voltamperometría de pulsos 1. Voltamperometría Diferencial de Pulsos 2. Voltamperometría de Onda cuadrada B. Voltamperometría Cíclica C. Voltamperometría de Redisolución

II. ELECTROFORESIS CAPILAR Introducción general a la Electroforesis Capilar (EC) como método de

separación (importancia y evolución histórica). Panorama general de los componentes básicos del equipo Fundamentos de la separación por EC (Velocidad, movilidad, potencial

zeta, flujo electroosmótico, eficiencia y resolución) A. Clasificación de las técnicas de EC B. Instrumentación C. Formas de mejorar la sensibilidad y selectividad Aplicaciones D. Miniaturización

Comparación de la EC con otros métodos de separación

III. SENSORES QUÍMICOS A. Introducción general. Importancia y evolución histórica. 3.2 Panorama general de los componentes básicos (Receptores y

Transductores) 3.3 Clasificación (Electroquímicos, Químicos y Bioquímicos) 3.4 Fundamentos de la detección (Interacciones Físicas, Químicas,

Bioquímicas) 3.5 Ventajas y desventajas 3.6 Aplicaciones

UNIDAD III. MÉTODOS ACOPLADOS (48 hrs) Objetivos IV. Introducir al alumno en el conocimiento de los métodos acoplados más

importantes V. Describir las interfaces necesarias para acoplar la cromatografía a las

técnicas espectroscópicas VI. Discutir las ventajas y desventajas de la información obtenida mediante el

uso los métodos acoplados y su aplicación para el análisis de problemas complejos a nivel industrial.

VII. Introducción a los Métodos Acoplados VIII. Sistemas acoplados a Cromatografía de Gases

A: Cromatografía de gases acoplado a espectroscopía de masas (CG-ES). 1. Principios 2. Instrumentación (interfaces) 3. Ionización de la muestra (ionización química, ionización

por electroimpacto) 4. Tipos de espectrómetros de masas (Cuadrupolo, doble

enfoque, trampa de iones, otros como espectrómetros de transformadas de Fourier y masas-masas)

5. Formas de operación (barrido total, monitoreo de ion y cromatograma de ion total)

2.2 Cromatografía de gases acoplado a infrarrojo de transformadas de Fourier (CG-ITF). 2.3.Cromatografía de gases acoplado a emisión atómica (CG-EA). B. Principios de estas técnicas C. Instrumentación (interfaces) D. Tratamiento de Datos E. Aplicaciones

3. Sistemas Acoplados a Cromatografía de líquidos 3.1 Cromatografía de líquidos acoplada a espectroscopía de masas (LC-EM).

1. Principios 2. Instrumentación (Interfases) 3. Aplicaciones

F. Otras técnicas acopladas a Cromatografía de líquidos 1. Cromatografía de líquidos acoplada a infrarrojo de

transformadas de Fourier (LC-ITF). 2. Cromatografía de líquidos acoplada a resonancia

magnética nuclear (LC-RMN). 3. Principios de estas técnicas 4. Instrumentación (Interfases) 5. Aplicaciones

IX. Otras Técnicas Acopladas A. Electroforesis Capilar-Espectrometría de Masas (EC-EM) B. Plasma de Acoplamiento Inductivo-Espectrometría de Masas

(ICP-MS) C. Principios de estas técnicas D. Instrumentación (Interfases) E. Aplicaciones

PRÁCTICAS: Se pretende motivar al estudiante al mantener una estrecha relación entre la teoría y el laboratorio a fin de reafirmar conocimientos. El alumno realizará practicas demostrativas o simples para finalmente resolver un problema propuesto, seleccionando el método analítico idóneo para ello. Las siguientes prácticas son los requisitos mínimos para el curso planteado: 1. Espectroscopia de Infrarrojo 2. Espectroscopia de Emisión (ICP-AES siglas en inglés) 3. Polarimetría 4. Refractometría 5. Electroforesis capilar (UV/VIS y conductimetría) 6. Sensores Químicos 7. Voltamperometría (Cíclica y/o de Pulsos) 8. CG-MS 9. Proyecto. METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA: Exposición Oral por el Profesor Audiovisuales para ilustrar algunos temas Seminarios Presentación de trabajos escritos complementarios MÉTODO DE EVALUACIÓN: Se realizarán tres exámenes parciales, los cuales contemplaran:

- análisis deductivo - cálculos numéricos

Se sugiere que la evaluación final del curso contemple el 50% para la calificación obtenida en el laboratorio y el 50% para la obtenida en teoría. REQUISITOS PARA LA ASIGNATURA:

- Se recomienda haber cursado previamente Química Analítica III PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTIRÁ LA ASIGNATURA: Profesional titulado de la Química, de preferencia con estudios de postgrado en el Área Analítica.

B I B L I O G R A F Í A BÁSICA: 1. B. Chankvetadze, Capillary Electrophoresis in Chiral Analysis, John Wiley, Chichester, UK, (1997), pp. 1-555. 2. M.M. Rogan, K.D. Altria, Introduction to the Theory and Applications of Chiral Capillary Electrophoresis, Beckman Primer, Vol. IV, Fullerton, CA, 1993. 3. J.P. Landers, Handbook of Capillary Electrophoresis, CRC Press, Inc., U.S.A, (1993). 4. F. Foret, L Krivankova, P. Bocek, Capillary Zone Electrophoresis, Editor B.J. Radola, VCH Publishers, Inc. New York, NY, U.S.A, (1993). 5. Gopel W. Sensors a Comprehensive Survey of Chemical and Biochemical Sensors, Vol 3, Capitulo 14, USA 1991 6. Wang J. Electroanalytical Techniques in Clinical Chemistry and Laboratory Medicine, Capitulos 2 y 3. USA, 1992. 7. D.I. Wise. Applied Biosensors, Capítulo 3, 4 y 11, Butterworth Publishers, USA, 1989

COMPLEMENTARIA: 8. D.M. Prants. Potentiometric Ion- Gas- and Bio-Selective Membrane Electrodes, Critical Reviews in Analytical Chemistry 23(3) 163-186 (1992). 9. Kellner, R., Mermet, J.M., Otto, M., y Widmer, H.M., Analytical Chemistry: The Approved Text to the Federation of European Chemical Societies Curriculum in Analytical

Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, Alemania, 1998.




PAQUETE TERMINAL

TERMODINÁMICA ESTADÍSTICA


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE LA MATERIA: MECÁNICA CLÁSICA QUE CURSARÁN LOS ALUMNOS DE OCTAVO O NOVENO SEMESTRE DE LA CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA , PAQUETE TERMINAL : TERMODINÁMICA ESTADÍSTICA ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE FÍSICA. SECCIÓN MECÁNICA HORAS/SEMANA : 3 (3 TEÓRICAS) CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1090 CAMPO: COMPLEMENTARIO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA MODALIDAD:CURSO TEÓRICO ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN

La descripción del movimiento de los cuerpos fue un problema inquietante para el ser humano desde la antigüedad. Una de las primeras preocupaciones fue acerca de la dinámica del sistema solar. En 1610 Johannes Kepler, basándose en las observaciones del astrónomo Tycho Brahe, logró una descripción cinemática de nuestro sistema planetario. 60 años más tarde, sir Isaac Newton, apoyado en el cálculo diferencial e integral que él mismo desarrolló, fue capaz de describir las relaciones de causa-efecto del movimiento de los cuerpos. Con la mecánica Newtoniana y la ley de la gravitación universal, también propuesta, también propuesta por Newton, fue posible describir el movimiento de todo tipo de cuerpo y derivar las leyes de Kepler. En 1788 el matemático francés Joseph Louis Lagrange, con su publicación “mecánica analítica” introdujo los conceptos de coordenadas generalizadas y velocidades generalizadas, proponiendo una nueva formulación matemática de la mecánica clásica basada en ecuaciones diferenciales parciales e independiente del sistema de coordenadas geométrico, fundamental en la formulación Newtoniana. Unos cuantos años más tarde, el irlandés sir William Hamilton propuso una nueva formulación matemática, en la que utilizo coordenadas y momenta generalizados. En la formulación Hamiltoniana, las coordenadas de posición y las coordenadas de momentum se tratan en la misma base. La dinámica Hamiltoniana permite una comprensión de la estructura formal de la mecánica Newtoniana y es de importancia fundamental para la transición hacia la mecánica cuántica y la mecánica estadística.

En los primeros años del siglo XX, nacieron dos nuevas teorías del movimiento de los cuerpos. En 1900. el alemán Planck, analizando la radiación del

cuerpo negro, propuso la hipótesis de que la energía es emitida por paquetes, es decir, por quanta , dando lugar al inicio de la mecánica cuántica. Varios científicos, entre los que destacan deBroglie, Dirac, Fermi, Heisenberg y Schröedinger, dieron impulso a la mecánica cuantica. La ecuación de onda de Schröedinger, resuelta para el átomo de hidrógeno, permite calcular los números cuánticos y a partir de ellos tener una visión geométrica de los orbitales atómicos. Una extensión de la ecuación de onda da la posibilidad de describir matemáticamenete los orbitales molecualres de enlace.

Igualmente, a principios del siglo XX, Albert Einstein, también alemán, basándose en la geometría Reimanniana desarrollada medio siglo antes, propuso la

hipótesis de la relatividad del tiempo en la descripción del movimiento de los cuerpos y consideró a dicha variable como una cuarta dimensión, dando lugar al nacimiento de la mecánica relativista, donde se consideran los fenómenos que ocurren en el Universo dentro de un marco de referencia espacio-tiempo curvo tetradimensional, el espacio de Riemann.

La mecánica estadística, iniciada por Maxwell y Boltzmann, a finales del siglo XIX, considera interacciones entre un pequeño número de partículas a escala microscópica y busca las adecuadas relaciones de escalamiento para obtener conclusiones acerca de la dinámica del sistema a nivel macroscópico. Generalmente, en la formulación de sus hipótesis de trabajo, hace uso del operador Hamiltoniano. La mecánica estadística es importante para la descripción de varios fenómenos que ocurren en sistemas químicos, para el estableciemiento de hipótesis de la cinética y dinámica química, y par el cálculo de propiedades de transporte, tan importantes para el ingeniero químico. A partir de las formulaciones de Hamilton y Lagrange, también es posible describir el comportamiento de sistemas dinámicos no lineales y de sistemas caóticos, tan importantes para el desarrollo científico en prácticamente todas las áreas de la física, química y biología.

El estudipo de las formulaciones lagrangiana y hamiltoniana de la mecánica clásica, es fundamental para el acceso hacia la mecánica cuántica y estadístca. Y

es con estas dos teorías, con las que se caracteriza la dinámica molecular y de las reacciones químicas desde un punto de vista teórico, por lo que se consideró conveniente introducir esta asignatura dentro del paquete terminal de Termodinámica Estadística.

OBJETIVO GENERAL: BRINDAR AL ESTUDIANTE EL CONOCIMIENTO DE LOS MÉTODOS DE CÁLCULO DE LA MECÁNICA CLÁSICA EN SUS FORMULACIONES

LAGRANGIANA Y HAMILTONIANA, RESALTANDO LA IMPORTANCIA DE SUS APLICACIONES PRÁCTICAS EN LA DESCRIPCIÓN DE LA DINÁMICA DE SISTEMAS DE VARIAS PARTÍCULAS, DE SISTEMAS NO LINEALES Y DE SISTEMAS CAÓTICOS.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS El curso está constituido por 7 Unidades al final de las cuales el alumno deberá ser capaz: Unidad I. Mecánica Newtoniano en Sistemas de Coordenadas en Movimiento.

• Utilizar las leyes de Newton en la descripción dinámica desde el punto de vista de sistemas de coordenadas en rotación. • Describir matemáticamente la caída libre de un cuerpo sobre un planeta en rotación. • Describir la cinemática y dinámica del péndulo de Foucault.

Unidad II.- Mecánica de Sistemas de Partículas.

• Calcular los grados de libertad mecánicos del movimiento de un sistema de partículas. • Calcular el momentum lineal y angular de un sistema de varias partículas. • Llevar a cabo transformaciones de las ecuaciones de movimiento y de energía cinética hacia las coordenadas del centro de masa.

Unidad III.- Mecánica Vibracional.

• Escribir la ecuación de onda para la dinámica de sistemas vibrantes y resolverla utilizando series de Fourier o funciones Bessel para describir cuantitativamente la evolución cinemática y dinámica de dicho sistema.

Unidad IV.- Mecánica de Cuerpos Rígidos.

• Describir la dinámica rotacional de cuerpos rígidos a partir de las leyes de Newton, la teoría geométrica del domo y los ángulos de Euler. Unidad V.- Ecuaciones de Lagrange.

• Explicar los conceptos de coordenadas generalizadas y velocidades generalizadas, así como su utilidad en la descripción de la dinámica de partículas en sistemas de geometría compleja.

• Obtener la formulación de Lagrange a partir de las leyes de Newton y el principio de D’alembert. • Escribir las ecuaciones de Lagrange para sistemas mecánicos con restricciones no holonómicas. • Describir la dinámica de sistemas mecánicos dependientes de un potencial de velocidad, así como sistemas mecánicos sujetos a fuerzas no

conservativas y funciones de disipación. • Utilizar multiplicadores de Lagrange para la descripción de la dinámica de sistemas no holonómicos.

Unidad VI.- Formulación Hamiltoniana.

• Explicar las bases conceptuales del principio de Hamilton y de los principios variacionales. • Describir el concepto de espacio-fase y el teorema de Liouville. • Llevar a cabo el cálculo de las transformaciones canónicas. • Explicar la teoría de Hamilton-Jacob y utilizarla para visualizar gráficamente el significado físico de la función de acción. • Explicar conceptualmente la forma en que se utiliza la formulación Hamiltoniana de la mecánica clásica comno transición hacia la mecánica

cuántica. • Escribir el Hamiltoniano para varios sistemas de interés en física y química teóricas.

Unidad VII.- Dinámica de los Sistemas no Lineales.

• Utilizar las formulaciones de Hamilton y Lagrange para la descripción matemática de la dinámica de sistemas disipativos y la contracción del volumen del espacio-fase.

• Explicar los conceptos de ciclo límite, atractores y repulsores extraños, y relacionar sus aparición en sistemas físicos con las ecuaciones diferenciales de movimiento obtenidas a partir de las formulaciones lagrangiana y hamiltoniana.

• A partir de la solución de las ecuaciones diferenciales resultantes del análisis de la dinámica de sistemas no lineales, describir la estabilidad de trayectorias dependientes del tiempo, a la aparición de bifurcaciones estáticas y bifurcaciones temporales.

• Calcular exponentes de Lyapunov para sistemas dinámicos no lineales unidimensionales y multidimensionales. • Describir las características de la geometría fractal. • Describir la dinámica de sistemas caóticos, prestando especial atención a los sistemas de naturaleza química, de transferencia de calor, de dinámica

de fluidos (turbulencia) y de cinética química.

Unidad VIII.- Sistemas Caóticos en Química e Ingeniería Química. • Utilizar los conceptos de la dinámica de sistemas no lineales y de la teoría del caos determinista para explicar la fenomenología de la turbulencia y la

cinemática de reacciones oscilantes como las de Beluzov-Zhabotinsky. • Escribir y utilizar programas de cómputo para la caracterización de sistemas caóticos químicos.

PROGRAMA: No. de HORAS

T E M A : NÚMERO DE HORAS

3 UNIDAD I. MECÁNICA NEWTONIANA EN SISTEMAS DE COORDENADAS EN MOVIMIENTO 1.1 ECUACIONES DE NEWTON EN SISTEMAS DE COORDENADAS EN

MOVIMIENTO 1.2 CAÍDA LIBRE SOBRE UN PLANETA EN ROTACIÓN 1.3 DINÁMNICA DEL PÉNDULO DE FOUCAULT 1.4 EJERCICIOS

UNIDAD V. FORMULACIÓN LAGRANGIANA DE LA MECÁNICA CLÁSICA. 5.1 COORDENADAS Y VELOCIDADES GENERALIZADAS 5.2 DERIVACIÓN DE LAS ECUACIONES DE LAGRANGE A PARTIR DE LA

SEGUNDA LEY DE NEWTON Y DEL PRINCIPIO DE DÁLEMBERT 5.3 ECUACIONES DE LAGRANGE PARA SISTEMAS MECÁNICOS CON

RESTRICCIONES NO HOLONÓMICAS 5.4 EJEMPLOS • SISTEMAS CON POTENCIALE S DEPENDIENTES DE LA VELOCIDAD • SISTEMAS CON FUERZAS NO CONSERVATIVAS Y FUNCIONES DE

DISIPACIÓN. • APLICACIÓN DE MULTIPLICADORES DE LAGRANGE A SISTEMAS NO

HOLONÓMICOS.

12

3 UNIDAD II. MECÁNICA DE SISTEMAS DE PARTÍCULAS 2.1 GRADOS DE LIBERTAD 2.2 CENTROIDES DE GRAVEDAD 2.3 PARÁMETROS MECÁNICOS FUNDAMENTALES DE SISTEMAS DE VARIAS

PARTÍCULAS 2.4 EJERCICIOS

UNIDAD VI. FORMULACIÓN Y TEORÍA HAMILTONIANA. 6.1 LAS ECUACIONES DE HAMILTON. 6.2 EL PRINCIPIO DE HAMILTON. 6.3 DISCUSIÓN GENERAL DE LOS PRINCIPIOS VARIACIONALES. 6.4 EL ESPACIO FASE Y EL TEOREMA DE LIOUVILLE. 6.6 EL PRINCIPIO DE ENFRIAMIENTO ESTOCÁSTICO.

12

6 UNIDAD III. DINÁMICA VIBRACIONAL 3.1 VIBRACIONES DE PUNTOS DE MASA ACOPLADOS 3.2 LA ECUACIÓN DE ONDA Y SERIES DE FOURIER 3.2 LA MEMBRANA VIBRANTE

• DERIVACIÓN DE LA ECUACIÓN DIFERENCIAL • SOLUCIÓN DE LA ECUACIÓN DIFERENCIAL MEDIANTE SERIES DE

FOURIER. • INTRODUCCIÓN DE CONDICIONES DE FRONTERA • EIGENFRECUENCIAS • DEGENERACIÓN • LÍNEAS NODALES • LA MEMBRANA CIRCULAR. SOLUCIÓN VÍA FUNCIONES BESSEL.

UNIDAD VII. DINÁMICA DE SISTEMAS NO LINEALES. 7.1 SISTEMAS DISIPATIVOS. 7.2 ATRACTORES Y REPULSORES EXTRAÑOS. 7.3 SOLUCIONES AL EQUILIBRIO. 7.4 CÍCLOS LÍMITE. 7.5 ESTABILIDAD DE TRAYECTORIAS DEPENDIENTES DEL TIEMPO.

• SOLUCIONES PERIÓDICAS. • DISCRETIZACIÓN Y ATAJOS DE POINCARÉ..

7.6 BIFURCACIONES. • BIFURCACIONES ESTÁTICAS. • BIFURCACIONES DE SOLUCIONES DEPENDIENTES DEL TIEMPO.

7.7 EXPONENTES DE LYAPUNOV. • SISTEMAS UNIDIMENSIONALES. • SISTEMAS MULTIDIMENSIONALES. • GEOMETRÍA FRACTAL.

7.8 SISTEMAS CON DINÁMICA CAÓTICA. • DINÁMICA DE SISTEMAS DISCRETOS. • MAPEOS MULTIDIMENSIONALES.

6 UNIDAD IV. MECÁNICA DE CUERPOS RÍGIDOS 4.1 ROTACIÓN ALREDEDOR DE EJES FIJOS 4.2 ROTACIÓN ALREDEDOR DE UN PUNTO 4.3 TEORÍA GEOMÉTRICA DEL DOMO 4.4 TEORÍA ANALÍTICA DEL DOMO LIBRE. APLICACIONES. 4.5 ÁNGULOS DE EULER. 4.6 EJERCICIOS.

UNIDAD VIII. SISTEMAS CAÓTICOS EN QUÍMICA E INGENIERÍA QUÍMICA 8.1 CAOS EN FLUJO TURBULENTO. 8.2 CAOS EN REACCIONES QUÍMICAS.

• REACCIONEDS DE BELUSOV-ZHABOTINSKY. EL BRUCELADOR CINÉTICO.

• EL OREGONADOR CINÉTICO.


• EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN. • RESOLUCIÓN DE CUESTIONARIOS Y SERIES DE EJERCICIOS. • ELABORACIÓN DE ALGORITMOS DE CÓMPUTO PARA SIMULACIÓN COMPUTACIONAL

EVALUACIÓN: SE RECOMIENDAN POR LO MENOS TRES EXÁMENES PARCIALES Y DAR VALOR A LAS SERIES DE EJERCICIOS Y CUESTIONARIOS. PARTICIPACIÓN EN LA RESOLUCIÓN DE LOS PROBLEMAS PROPUESTOS

TAREAS EXÁMENES FINALES. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: NINGUNO. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: QUÍMICO, INGENIERO QUÍMICO O FÍSICO.

BIBLIOGRAFÍA:

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: ABRAHAM, R; MARSDEN, J. FOUNDATIONS OF CLASSICAL MECHANICS. BENJAMÍN CUMMINGS. MENLO PARK, CALIFORNIA, 1978.

ARNOLD, V.I.; KOZLOV, V.V. MATHEMATICAL ASPECTS OF CLASSICAL AND CELESTIAL MECHANICS. SPRINGER VERLAG, BERLIN, GERMANY, 1988

ARNOLD, V.I. MATHEMATICAL METHODS OF CLASSICAL MECHANICS. SPRINGER VERLAG, BERLIN, 1978.

BARGER, VERNON. CLASSICAL MECHANICS. Mc GRAW HILL. NEW YORK, USA, 1995

BENGURIA, RAFAEL & DEPASSIER, MARÍA CRISTINA. PROBLEMAS RESUELTOS DE MECÁNICA CLÁSICA. ALFA-OMEGA. BARCELONA, ESPAÑA, 1999

CALOGERO, F. INTEGRABLE MANY BODY PROBLEMS AND RELATED MATHEMATICAL FINDINGS. DORDRECHT, GERMANY, 1980

CALOGERO, F. INTEGRABLE DYNAMICAL SYSTEMS AND RELATED MATHEMATICAL RESULTS. SPRINGER VERLAG, BERLIN, 1983

FAUST, G; HAASE, M & ARGYRIS, J. AN EXPLORATION OF CHAOS. NORTH HOLLAND, AMSTERDAM. 1994.

GOLDSTEIN, H. MECÁNICA CLÁSICA. REVERTÉ. BARCELONA, ESPAÑA, 1996.

GREINER, WALTER. CLASSICAL MECHANICS. SYSTEMS OF PARTICLES AND HAMILTONIAN DYNAMICS. SPRINGER VERLAG. NEW YORK, 2003

HESTENESS, DAVID. NEW FOUNDATIONS FOR CLASSICAL MECHANICS. KLUWER ACADEMIC PUBLISHERS. NETHERLANDS, 1990

HILBORN, R.C. CHAOS AND NONLINEAR DYNAMICS. OXFORD UNIVERSITY PRESS. NEW YORK, 1994

HOOVER, W. G. COMPUTATIONAL STATISTICAL MECHANICS. ELSEVIER, AMSTERDAM, 1991

LANDAU, L.D. & LIFSHITZ, E.M. MECHANICS. 3d EDITION. PERGAMON PRESS. OXFORD, 1976

Mc DONALD, WILLIAM; DWORZECKA, MARÍA & ERLICH, ROBERT. CONSORTIUM OF UPPER-LEVEL PHYSICS SOFTWARE. CLASSICAL MECHANICS PROGRAMS. 1994

Mc QUARRY, DONALD. STATISTICAL MECHANICS. HARPER AND ROW. NEW YORK, 1976

PERELOMOV, A. M.. INTEGRABLE SYSTEMS OF CLASSICAL MECHANICS AND LIE ALGEBRAS. BERKHAUSSEN VERLAG, BASEL, GERMANY, 1980

SCHUSTER, H. DETERMINISTIC CHAOS. VCH VERLAGSGESSELSCHAFT. WEINHEIM, RFG. 1989


DUGAS, R.A. HISTORY OF MECHANICS. DOVER. NEW YORK, USA, 1998

EDWARDS, C.H. & PENEY, DAVID, E. ECUACIONES DIFERENCIALES ELEMENTALES. PEARSON EDUCTAION. MÉXICO, 1993

LAGRANGE, J.L. ANALYTICAL MECHANICS. TRANSLATED BY BOISSONNADE. KLUWER ACADEMIC PUBLISHERS. NETHERLANDS, 2001

NEWTON, ISAAC. THE PRINCIPIA: MATHEMATICAL PRINCIPLES OF NATURAL PHILOSOPHY.TRANSLATED BY COHEN, A. UNIVERSITY OF CALIFORNIA PRESS. CALIFORNIA,

1999


CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE LA MATERIA: TERMODINÁMICA ESTADÍSTICA QUE CURSARÁN LOS ALUMNOS DE OCTAVO O NOVENO SEMESTRE DE LA CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA , PAQUETE TERMINAL : TERMODINÁMICA ESTADÍSTICA ÓRGANO INTERNO QUE COORDINA EL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA. SECCIÓN FISICOQUÍMICA HORAS/SEMANA : 3 (3 TEÓRICAS) CRÉDITOS : 6 CLAVE: 1091 CAMPO: COMPLEMENTARIO CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: OPTATIVA MODALIDAD:CURSO TEÓRICO ASIGNATURA PRECEDENTE: NINGUNA (SERIACIÓN POR BLOQUES) ASIGNATURA SUBSECUENTE: NINGUNA

INTRODUCCIÓN

La Termodinámica Estadística es una herramienta muy útil para caracterizar procesos físicos y químicos. Ha sido empleada para determinar propiedades de

transporte, como la conductividad térmica de gases, la viscosidad y los coeficientes de difusividad, importantes para el ingeniero químico. Sin embargo, no está limitada a esa área. En los últimos años ha habido muy buenos avances en la explicación de fenómenos que por otras técnicas no es posible describir. Por ejemplo, las técnicas de caminantes al azar, las de grupos de renormalización, las de retículas de gas, la dinámica molecular y las retículas de Boltzmann, han permitido explicar algunas características interesantes de transiciones de primer orden y continuas, algo de la dinámica de los flujos turbulentos, dinámica de las reaciones químicas, la ruta periódica hacia al caos, etcétera.

En este curso se da un enfoque moderno a la Termodinámica Estadística, tratando de desarrollar los temas de mayor interés en la ingeniería química,

incluyendo sistemas moleculares, microscópicos, macroscópicos, e incluso diseños de equipo. En el momento de escribir esto, la técnica de redes de Boltzmann parece muy promisoria en prácticamente todas las áreas de interés de la Ingeniería Química, como la transferencia de calor por conducción, convección y radiación; difusión de mezclas de multicomponentes, transiciones de fase; turbulencia; flujos laminares. Por cierto, en la caracterización de flujos laminares, en algunos casos, al aplicar redes de Boltzmann, se recuperan las Ecuaciones de Navier Stokes, pero no en todos, y sin embargo se obtienen descripciones que concuerdan bastante bien con los resultados experimentales.

OBJETIVO

Al terminar el curso el alumno deberá ser capaz de:

Explicar el fundamento teórico de varias de las técnicas de Termodinámica estadística y construir algoritmos computacionales que permitan hacer predicciones cuantitativas exactas de fenómenos de interés en la Ingeniería Química.

PROGRAMA: No. de HORAS


NÚMERO DE HORAS

6 UNIDAD I. INTRODUCCIÓN A LA TERMODINÁMICA ESTADÍSTICA 1.5 CONCEPTOS FUNDAMENTALES 1.6 DEFINICÓN DE VARIABLES DEPENDIENTES E INDEPENDIENTES 1.7 DISCRETIZACIÓN 1.8 EL TEOREMA ERGÓDICO

UNIDAD IV. MÉTODOS DE LATTICE DE GAS. 4.1 FUNDAMENTOS FÍSICOS 4.2 MODELOS MATEMÁTICOS 4.3 ALGORITMOS COMPUTACIONALES 4.4 APLICACIONES

12

6 UNIDAD II. MÉTODOS DE CAMINANTES AL AZAR 2.1 FUNDAMENTOS 2.2 ALGORITMOS 2.3 APLICACIONES

UNIDAD V. MÉTODOS DE RETÍCULAS DE BOLTZMANN 5.1 FUNDAMENTOS 5.2 FUNCIONES DE DISTRIBUCIÓN 5.3 RETÍCULAS TÍPICAS QUE CONSERVAN SIMETRÍA 5.4 RETÍCULAS QUE NO CONSERVAN SIMETRÍA 5.6 DISCRETIZACIÓN DEL ESPACIO 5.7 ALGORITMO COMPUTACIONAL 5.8 APLICACIONES

12

12 UNIDAD III. GRUPOS DE RENORMALIZACIÓN 3.1 TRANSICIONES DE FASE DE PRIMER ORDEN Y CONTINUAS 3.2 EL HAMILTONIANO DE UN SISTEMA MAGNÉTICO POR INTERACCIONES DE ESPÍN 3.2 ALGORITMO DEL GRUPO DE RENORMALIZACIÓN POR CONSTRUCCIÓN DE BLOQUES DE ESPÍN 3.2 EXPONENTES CRÍTICOS 3.3 ALGORITMNO COMPUTACIONAL 3.4 RESULTADOS 3.5 GRUPOS DE RENORMALIZACIÓN EN TURBULENCIA


• EXPOSICIÓN ORAL EN EL PIZARRÓN. • RESOLUCIÓN DE CUESTIONARIOS Y SERIES DE EJERCICIOS. • ELABORACIÓN DE ALGORITMOS DE CÓMPUTO PARA SIMULACIÓN COMPUTACIONAL

EVALUACIÓN: SE RECOMIENDAN POR LO MENOS TRES EXÁMENES PARCIALES Y DAR VALOR A LAS SERIES DE EJERCICIOS Y CUESTIONARIOS. PARTICIPACIÓN EN LA RESOLUCIÓN DE LOS PROBLEMAS PROPUESTOS TAREAS EXÁMENES FINALES. REQUISITOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA: NINGUNO. PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIEN IMPARTA LA ASIGNATURA: QUÍMICO, INGENIERO QUÍMICO O FÍSICO.

BIBLIOGRAFÍA:


BETTS, DAVID S. & TURNER E. ROY. INTRODUCTORY STATISTICAL MECHANICS. ADDISON WESLEY PUBLISHERS. LONDON, ENGLAND. 1992

BINNEY, J.J.; DOWRICK, N.J.; FICHER, A.J. & NEWMAN, M.E.J. THE THEORY OF CRITICAL PHENOMENA. CLARENDON PRESS. OXFORD, ENGLAND. 1993

CRESWICK, R.J.; FARACH, H.A. & POOLE, C.P. INTRODUCTION TO RENORMALIZATION GROUPS IN PHYSICS. JOHN WILEY AND SONS. NEW YORK, USA. 1992

FAUST, G; HAASE, M. & ARGYRIS, J. AN EXPLORATION OF CHAOS. NORTH HOLLAND, AMSTERDAM, 1994

HIGUERA, F. AND J. JIMÉNEZ. BOLTZMANN APPROACH TO LATTICE GAS SIMULATIONS. EUROPHYS. LETT 9(7): 663-668, (1989).

HIGUERA, F., SUCCI AND R. BENZI. LATTICE GAS DYNAMICS WITH ENHANCED COLLISIONS. EUROPHYS. LETT. 9(4):345-349, (1989).

HOOVER, Wm G. COMPUTATIONAL STATISTICAL MECHANICS. ELSEVIER, AMSTERDAM, 1991

Mc DONALD, WILLIAM; DWORZECKA, MARÍA & ERLICH, ROBERT. CONSORTIUM OF UPPER-LEVEL PHYSICS SOFTWARE. STATISTICAL THERMODYNAMICS PROGRAMS. 1994.

MCNAMARA, G. AND G. ZANETTI. USE OF THE BOLTZMANN EQUATION TO SIMULATE LATTICE-GAS AUTOMATA. PHYS. REV. LETT., 61:2332-2335, (1988).

Mc QUARRY, DONALD. STATISTICAL MECHANICS. HARPER AND ROW. NEW YORK, 1976

NIEMEIJER TH. AND VAN LEEUWEN, J.M. PHASE TRANSITIONS IN CRITICAL PHENOMENA. ACADEMIC PRESS, N.Y. VOL. 6. 1976

QIAN, Y.H. ; D’HUMIERES, D. & LALLEMAND, P. LATTICE BGK MODELS FOR NAVIER-STOKES EQUATION. EUROPHYS. LETT. 17 (6) :479-84(1992).

SAURO, SUCCI. THE LATTICE BOLTZMANN EQU

ATION FOR FLUID DYNAMICS AND BEYOND. (OXFORD: CLARENDON: OXFORD UNIVERSITY, 2001).

WOLF-GLADROW, DIETER A. (EDITOR) . LATTICE GAS CELLULAR AUTOMATA AND LATTICE BOLTZMANN MODELS,. (SPRINGER-VERLAG, BERLIN HEIDELBERG 2000).

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: De GENNES, P.G. ON THE APPLICATION OF RENORMALIZATION GROUP TO STUDY OF POLYMERS. PHYSICS LETTERS, 38 A, 339 FRISCH, U; HASSLACHER, B. & POMEAU, Y. LATTICE-GAS AUTOMATA FOR THE NAVIER-STOKES EQUATIONS. PHYSICAL REVIEW LETTER, 56:1, 505-1508, (1986).

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