Termodinamica I

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INSTITUTO POLITCNICO NACIONALSECRETARA ACADMICADIRECCIN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERA Y CIENCIAS FSICO MATEMTICAS

PROGRAMA SINTTICO CARRERA: Ingeniera Mecnica ASIGNATURA: Termodinmica I SEMESTRE:Cuarto

OBJETIVO GENERAL:El alumno evaluar los sistemas trmicos, en funcin de las leyes de la termodinmica, de las transformaciones, procesos y cambios de fase, as como de la dinmica y mezcla de gases al igual que los fenmenos de combustin.

CONTENIDO SINTTICO:I II III IV V VI VII Conceptos bsicos El gas ideal Propiedades de la sustancia pura Transferencia de energa por calor, trabajo y masa Primera ley de la termodinmica Mezcla de gases Sistemas reactivos: Combustin

METODOLOGA:Tcnicas grupales para la discusin y solucin de problemas. Bsqueda de temas complementarios de transferencia de energa, mezcla de gases y combustin. Trabajos extra-clase y tareas relacionadas con cada uno de los temas especificados en el contenido sinttico. Prcticas de laboratorio de transferencia de energa, primera ley de la termodinmica, mezcla de gases y combustin.

EVALUACIN Y ACREDITACIN:Se aplicarn tres exmenes departamentales, que comprendan en conjunto la totalidad de las unidades del contenido sinttico. Reportes de las prcticas de laboratorio. Participacin en clase del estudiante, los trabajos de bsqueda de informacin y las tareas.

BIBLIOGRAFA:Cengel y Boles. Termodinmica, Mxico. Mc Graw Hill. 2003. 830 pp. Moran y Shapiro, Fundamentos de termodinmica tcnica, Mxico. Revert. 1999. 548 pp. Maron y Lando. Fsico qumica, Mxico. Limusa. 1990. 150 pp.

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ESCUELA: Escuela Superior de Ingeniera Mecnica y Elctrica CARRERA: Ingeniera Mecnica OPCIN: COORDINACIN: Academias de Trmicas e Ingeniera Trmica DEPARTAMENTO:

ASIGNATURA: Termodinmica I SEMESTRE: Cuarto CLAVE: CRDITOS: 7.5 VIGENTE: TIPO DE ASIGNATURA: Terico - Prctica MODALIDAD: Escolarizada

TIEMPOS ASIGNADOS

HORAS/SEMANA/TEORA: HORAS/SEMANA/PRCTICA:

3.0 1.5

HORAS/SEMESTRE/TEORA: HORAS/SEMESTRE/PRCTICA: HORAS/TOTALES:

54 27 81

PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: Academias de Trmicas e Ingeniera Trmica REVISADO POR: Subdirecciones Acadmicas de ESIME Azcapotzalco y Culhuacan APROBADO POR: Consejos Tcnicos Consultivos Escolares de ESIME Azcapotzlaco y Culhuacan. M. en C. Jos Antonio Gonzlez Vergara Ing. Fermn Valencia Figueroa.

AUTORIZADO POR: Comisin de Planes y Programas de Estudio del Consejo General Consultivo del I.P.N.

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ASIGNATURA: Termodinmica I

CLAVE:

HOJA: 2

DE

11

FUNDAMENTACIN DE LA ASIGNATURALa carrera de Ingeniera Mecnica tiene como uno de los pilares fundamentales el rea Trmica, esta asignatura proporciona la base para su desarrollo. Con el dominio completo de la asignatura abordar los temas de aplicacin en forma correcta, y de esta manera el egresado estar preparado para desarrollar: anlisis energticos y optimizacin de procesos y ciclos termodinmicos que ocupen energa convencional y renovable. Se requiere de los conocimientos de asignaturas tales como: fsica clsica, qumica bsica, fundamentos de programacin, qumica aplicada, clculo diferencial e Integral, clculo vectorial, ecuaciones diferenciales y fundamentos de programacin. Esta asignatura proporciona los conocimientos bsicos que sirven de apoyo a; termodinmica II, transferencia de calor, mquinas trmicas, motores de combustin interna, generadores de vapor, turbinas trmicas, refrigeracin, acondicionamiento de aire, plantas trmicas, fuentes alternas de energa, y diseo de elementos trmicos. Asimismo, maneja conceptos homlogos de dinmica de la partcula. La asignatura de Termodinmica I, est directamente relacionada, pero no seriada con qumica aplicada, conforme a sus contenidos y a su vez es soporte directo de la asignatura de Termodinmica II.

OBJETIVO DE LA ASIGNATURAEl alumno evaluar los sistemas trmicos, en funcin de las leyes de la termodinmica, de las transformaciones, procesos y cambios de fase, as como de la dinmica y mezcla de gases al igual que los fenmenos de combustin.

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ASIGNATURA: Termodinmica I No. UNIDAD: I

CLAVE:

HOJA: 3 DE

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NOMBRE: Conceptos Bsicos

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDADEl alumno identificar los conceptos fundamentales de la termodinmica.

No. TEMA

TEMAS

HORAS

CLAVE BIBLIOGRFICA

TSistemas de unidades, sistemas termodinmicos y propiedades de un sistema Estado y equilibrio Procesos y ciclos Temperatura y ley cero de la termodinmica (escalas de temperaturas) Presin (manmetros y barmetros) 2.0

P1.5

EC6.0 1B, 5C, 7C

1.1

1.2 1.3 1.4

1.0 1.0 1.0

1B, 2B, 7C 1B, 3C, 7C 1B, 4C, 9C

1.5

1.0

10C

ESTRATEGIA DIDCTICAConsulta de los diferentes sistemas de unidades, aplicados en termodinmica. Estudio de los conceptos de estado y equilibrio, temperatura y presin. Visita al laboratorio de Ingeniera Trmica para el conocimiento de los diferentes equipos que se relacionan con la termodinmica.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACINEst unidad al igual que la segunda y la tercera ser objeto del primer examen departamental. Se calificarn los trabajos extra clase y participacin.

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ASIGNATURA: Termodinmica I

CLAVE:

HOJA: 4 DE

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No. UNIDAD: II

NOMBRE: El Gas Ideal

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDADEl alumno resolver problemas que involucren las leyes y propiedades de los gases ideales, as como los conceptos de entalpa y calores especficos de los gases ideales.

No. TEMA

TEMAS

HORAS

CLAVE BIBLIOGRFICA

TEcuacin de estado del gas ideal Energa interna, entalpa y calores especficos de gases ideales Procesos de gases ideales 1.0 1.0

P4.5

EC6.0 1B, 2B, 5C 1B, 3C, 4C

2.1 2.2

2.3

4.0

3C, 4C, 7C

ESTRATEGIA DIDCTICAConsulta de los diferentes conceptos de energa interna, entalpa y calores especficos para procesos de gases ideales. Resolucin de ejercicios de procesos de gas ideal utilizando la ecuacin de estado. Realizacin de Prcticas.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACINEst unidad al igual que la primera y la tercera ser objeto del primer examen departamental. Se calificarn los trabajos extra clase y participacin. Resolucin de ejercicios en clase. Reporte de prcticas.

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ASIGNATURA: Termodinmica I No. UNIDAD: III

CLAVE:

HOJA: 5 DE

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NOMBRE: Propiedades de la Sustancia Pura

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDADEl alumno interpretar los diagramas de propiedades para procesos de cambio de fase, aplicando el concepto de sustancia pura.

No. TEMA

TEMAS

HORAS

CLAVE BIBLIOGRFICA

TSustancia pura Fases de una sustancia pura Procesos de cambio de fase de una sustancia pura Diagramas de propiedades para procesos de cambio de fase Tablas de Propiedades Energa interna, Entalpa y calores especficos de lquidos Factor de compresibilidad 1.0 1.0 2.0 1.0

P4.5

EC10.5 1B, 2B, 4C 1B, 2B, 7C 1B, 2B, 3C 1B, 2B, 8C

3.1 3.2 3.3 3.4

3.5 3.6

2.0 2.0

1B, 2B, 5C 1B, 2B, 4C

3.7

1.0

1B, 2B, 7C

ESTRATEGIA DIDCTICAEstudio de la sustancia pura en procesos de cambio de fase. Interpretacin de los diagramas y de las tablas de propiedades. Resolucin ejercicios de sustancia pura utilizando los diagramas y las tablas de propiedades. Realizacin de Prcticas.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACINEst unidad al igual que la primera y la segunda ser objeto del primer examen departamental. Se calificarn los trabajos extra clase y participacin. Resolucin de ejercicios en clase. Reporte de prcticas.

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ASIGNATURA: Termodinmica I No. UNIDAD: IV

CLAVE:

HOJA:: 6 DE

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NOMBRE: Transferencia de Energa por Calor, Trabajo y Masa.

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDADEl alumno explicar las diferentes formas de transferencia de energa en sistemas termodinmicos por calor, trabajo y masa, analizando sus cambios a travs del balance de energa.

No. TEMA

TEMAS

HORAS

CLAVE BIBLIOGRFICA

TBalance de energa Energa transferida por calor y por trabajo Formas mecnicas de trabajo Principio de conservacin de la masa 1.0 2.0 2.0 1.0

P1.5

EC6.0 1B, 2B, 7C, 1B, 8C 1B, 2B, 3C 1B, 2C, 7C

4.1 4.2 4.3 4.4

ESTRATEGIA DIDCTICAEstudio del concepto de balance de energa y el principio de la conservacin de la masa. Bsqueda de ejemplos en los que se utilice el balance energtico. Resolucin de ejercicios en clase de formas mecnicas de trabajo. Realizacin de Prcticas.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACINEst unidad al igual que la quinta ser objeto del segundo examen departamental. Se calificarn los trabajos extra clase y participacin. Resolucin de ejercicios en clase. Reporte de prcticas.

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ASIGNATURA: Termodinmica I No. UNIDAD: V

CLAVE:

HOJA: 7 DE

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