DESCRIPCION DEL CURSO - Federico G. Salazar

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA
TERMODINÁMICA 3
NOMBRE DEL CURSO:
CÓDIGO:
ESCUELA:
394
INGENIERÍA QUÍMICA
PRE-RREQUISITOS:
ÁREA:
CUATRO (4)
FISICOQUÍMICA
POST-RREQUISITOS:
386 FÍSICOQUÍMICA 2
CATEGORÍA:
CRÉDITOS:
NUEVE CURSOS OBLIGATORIOS
SIETE CURSOS OPTATIVOS
OBLIGATORIO
NIVEL: QUINTO SEMESTRE (TERCER AÑO)
PROFESOR:
Ing. FEDERICO G. SALAZAR
AUXILIAR:
Br. Adolfo Waldemar de la Cruz
Ingeniero Químico del ÍTEMS México con
estudios de Maestría de la Universidad Central
de Venezuela, Caracas.
[email protected]
www.fsalazar.bizland.com
EDIFICIO:
EDIFICIO T-5
Estudiante de la Carrera de Ingeniería Química
de la Facultad de Ingeniería de la Universidad
de San Carlos
[email protected]
SALÓN:
SALÓN DE LABORATORIO:
304
SECCIÓN:
N
NO HAY
HORAS POR SEMANA DEL CURSO:
TRES (3)
HORAS POR SEMANA DEL LABORATORIO:
NINGUNA
DÍAS QUE SE IMPARTE EL CURSO:
LUNES, MIÉRCOLES Y VIERNES
DÍAS QUE SE IMPARTE EL LABORATORIO:
HORARIO DEL CURSO:
INICIO:
19 h 00 minutos
FINALIZA:
19 h 50 minutos
HORARIO DEL LABORATORIO:
NO HAY
INICIO DEL CURSO:
FINALIZACIÓN CURSO:
DURACIÓN DEL CURSO:
UN SEMESTRE ACADÉMICO
2010-01-18
2010-05-19
1
2.
DESCRIPCION DEL CURSO
La Termodinámica estudia la energía. Plantea postulados universales
conocidos como las Leyes Termodinámicas, que describen la transformación de
la energía en los procesos naturales e industriales. Analiza la aplicación de
estas leyes al estudio de los fluidos puros y homogéneos, los diversos equipos
de transformación del calor en trabajo y la utilización de los ciclos ideales de
potencia. Además, estudia las correlaciones matemáticas que se aplican para
evaluar las funciones de estado de los fluidos.
3.
OBJETIVOS GENERALES DEL CURSO
Que el estudiante pueda comprender, interpretar y aplicar los conceptos fundamentales de la
termodinámica.
Específicamente deberá poder:
- reconocer los diferentes tipos de sistemas, estados y procesos termodinámicos
- interpretar y resolver los procesos termodinámicos a los que se somete un sistema
- interpretar y aplicar las leyes termodinámicas a las diferentes condiciones de un sistema
- describir termodinámicamente el comportamiento de los diferentes equipos industriales y de operaciones
- interpretar y resolver los ciclos termodinámicos positivos y de refrigeración
4.
METODOLOGÍA
Se utiliza la exposición magistral, el trabajo integrado de grupos en el aula, la
resolución de problemas mediante ejercicios y tareas, investigaciones temáticas,
resolución de exámenes cortos de temas puntuales y exámenes de modulo.
5.
EVALUACION DEL RENDIMIENTO ACADÉMICO:
De acuerdo con el Normativo de Evaluación y Promoción del estudiante de pregrado
de la Facultad de Ingeniería, se procederá así:
PROCEDIMIENTO
EXAMENES PARCIALES
TRABAJOS DEL SEMESTRE
Total de la Zona
Evaluación Final
Nota de Promoción
INSTRUMENTO DE
EVALUACIÓN
PONDERACIÓN
67.5%
7.5%
_____________
75%
25%
_____________
100%
2
6.
CONTENIDOS PROGRAMÁTICOS:
UNIDAD 1: Conceptos Básicos
Termodinámica y energía. Formas de energía. Sistema, entorno, paredes y universo. Sistemas
cerrados, abiertos y aislados. Presión y Volumen. Funciones de Estado y Estado termodinámico.
Diagramas PV, TS, PS y HS. Procesos isométricos, isotérmicos, isobáricos, adiabáticos y
politrópicos para un fluido puro. Calor y Transferencia de calor. Trabajo y formas mecánicas de
trabajo.
UNIDAD 2: Leyes Termodinámicas.
Primera Ley: Aplicaciones. Calor Específico, Energía Interna, Entalpía, Calor sensible para fluidos
puros. Enunciado matemático de la Segunda Ley. Enunciados entrópico, de Clausius y de KelvinPlanck. Máquina térmica, escala termodinámica de temperatura, entropía, cambios de entropía de
un gas ideal. Ciclo de Carnot. Efectividad y eficiencia de equipos y ciclos térmicos.
UNIDAD 3: Termodinámica de los Procesos de Flujo
Volumen de Control. Ecuaciones de balance. Balance de masa y de energía. Sistemas en estado
estable. Balance de entropía. Flujo compresible en conductos, flujo en tuberías, procesos de
estrangulamiento y de compresión: turbinas, compresores, bombas y eyectores.
UNIDAD 4: Ciclos de Potencia y de Refrigeración
Procesos con Generación de Potencia. Ciclos: Otto, Diesel, Brayton. Ciclo de Rankine Ideal,
Rankine no Ideal, Rankine con Recalentamiento, Rankine con Regeneración. Ciclo de
Refrigeración Ideal y Ciclo de Refrigeración con Irreversibilidades. Bomba de Calor
7. BIBLIOGRAFIA UTILIZADA EN CADA UNIDAD
UNIDAD 1: Conceptos Básicos

CENGEL, YUNUS & BOLES, MICHAEL. (2006). Termodinámica.
Editorial. 5ª. Edition. México.

McGraw Hill
SMITH, J.M., H.C. VAN NES & M.M. ABBOTT. (2005). Introduction to Chemical Engineering
Thermodynamics. Seventh Edition. McGraw Hill. New York.
UNIDAD 2: Leyes Termodinámicas

CENGEL, YUNUS & BOLES, MICHAEL. (2006). Termodinámica.
Editorial. 5ª. Edition. México.

McGraw Hill
MORAN, MICHAEL & SHAPIRO, HOWARD. (2000). Fundamentals of Engineering
Thermodynamics. John Wiley & Sons. 4ª. Edition. New York.
LEVENSPIEL, OCTAVE. (1996). Fundamentos de Termodinámica.
Prentice Hall
Hispanoamericana S.A. 1ª. Edición. México.

UNIDAD 3: Termodinámica de los Procesos de Flujo
 CENGEL, YUNUS & BOLES, MICHAEL. (2006). Termodinámica.
Editorial. 5ª. Edition. México.


McGraw Hill
SMITH, J.M., H.C. VAN NES & M.M. ABBOTT. (2005). Introduction to Chemical Engineering
Thermodynamics. Seventh Edition. McGraw Hill. New York.
MORAN, MICHAEL & SHAPIRO, HOWARD. (2000). Fundamentals of Engineering
Thermodynamics. John Wiley & Sons. 4ª. Edition. New York.
3
UNIDAD 4: Ciclos de Potencia y de Refrigeración
 CENGEL, YUNUS & BOLES, MICHAEL. (2006). Termodinámica.
Editorial. 5ª. Edition. México.



8.
McGraw Hill
SMITH, J.M., H.C. VAN NES & M.M. ABBOTT. (2005). Introduction to Chemical Engineering
Thermodynamics. Seventh Edition. McGraw Hill. New York.
MORAN, MICHAEL & SHAPIRO, HOWARD. (2000). Fundamentals of Engineering
Thermodynamics. John Wiley & Sons. 4ª. Edition. New York.
MANRIQUE, JOSÉ A. & CÁRDENAS, RAFAEL S. (1981). Termodinámica. Primera Edición.
Editorial HARLA S.A. México
CALENDARIZACIÓN:
MODULO
CONTENIDO
CALENDARIO
ACTIVIDAD
DE ACTIVIDADES PROGRAMADA
Termodinámica, propiedades: presión, 18 al 27 de enero
Clase Magistral +
temperatura, volumen, trabajo, calor.
ejercicios
Energía.
I.
Diagramas termodinámicos PV y TS.
Introducción
Calidad del vapor.
Sistemas, estados, procesos, equilibrio.
Tipos de procesos
10 febrero
Primer parcial
Energía interna, la primera ley de la 29 de enero al 26 de Clase Magistral +
termodinámica, balance de energía para febrero
ejercicios
sistemas cerrados, funciones de estado,
entalpía, capacidad calorífica, balances de
II
masa y energía para sistemas abiertos.
Leyes
Segunda ley,
máquinas térmicas,
Termodinámicas entropía,
balance de entropía para
sistemas abiertos, cálculo del trabajo
ideal, trabajo perdido y exergía, la tercera
ley de la termodinámica, entropía desde
el punto de vista microscópico
1 de marzo
Segundo parcial
Análisis termodinámico de equipos 3 al 19 de marzo
Clase Magistral +
III
industriales:
bombas,
compresores,
ejercicios
Análisis
turbinas, difusores y toberas, tubería y
termodinámico
accesorios, calderas, intercambiadores de
de equipos
calor y cámaras de mezclado
9 abril
Tercer parcial
El refrigerador de Carnot, ciclo de 5 al 26 de abril
Clase Magistral +
IV Ciclos
compresión de vapor, selección del
ejercicios
termodinámicos refrigerante, la bomba de calor procesos
positivos y
de licuefacción
negativos
Ciclos gaseosos: Otto y Diesel. Planta de
energía de vapor
28 de abril
Cuarto parcial
8 al 19 de mayo
Examen final
Guía/UPA-CA-02-07
4