Sílabo de Termodinámica

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Sílabo de Termodinámica

I. Datos generales

Código ASUC 00887 Carácter Obligatorio Créditos 4 Periodo académico 2018 Prerrequisito Ninguno

Horas Teóricas 2 Prácticas 4

II. Sumilla de la asignatura

A) La asignatura corresponde al área de estudios específicos, es de naturaleza teórico-práctica. Tiene como propósito desarrollar en el estudiante la capacidad de reconocer e interpretar los principios de la termodinámica para aplicarlos en un contexto real.

B)

La asignatura contiene: Energía y la primera ley de la termodinámica. Evaluación de propiedades con consideraciones generales. Evaluación de propiedades utilizando el modelo de gas ideal. Análisis del volumen de control. Segunda ley de la termodinámica. Uso de la entropía. Análisis de la energía. Sistemas de potencia de vapor. Sistemas de potencia de gas. Refrigeración y bombas de calor. Relaciones termodinámicas. Mezclas de gas de ideal. Reacciones de mezclas y combustión.

III. Resultado de aprendizaje de la asignatura

Al finalizar la asignatura, el estudiante será capaz de interpretar las leyes, las propiedades termodinámicas de las sustancias de trabajo y las diferentes formas de energía que se presentan en los aparatos y sistemas energéticos para el funcionamiento de las plantas térmicas más usuales. La presente asignatura contribuye al logro del Resultado del Estudiante:

(a) Capacidad de aplicar conocimientos de matemáticas, ciencias e ingeniería para lograr los objetivos deseados.

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IV. Organización de aprendizajes

Unidad I

Introducción, definiciones fundamentales y sustancia pura

Duración en horas 24

Resultado de aprendizaje de la

unidad

Al finalizar la unidad, el estudiante será capaz de identificar los diferentes comportamientos y las propiedades termodinámicas de los gases ideales y las sustancias puras.

Conocimientos Habilidades Actitudes

 Introducción. Termodinámica definición, importancia y transferencia de la energía en la sociedad.

 Definiciones Fundamentales. conceptos de sistema, masa de control y volumen de control, equilibrio termodinámico, estado, proceso, ciclo y Ley cero de la termodinámica.

 Sustancia Pura y Gases. Definición fases, propiedades mezclas liquido vapor, Diagramas p-v, T-v, p-T y superficie termodinámica.

 Gas Ideal y Real definición y ecuaciones de estado y propiedades, procesos, diagramas p-v, T-v, p-T y de factor de comprensibilidad.  Reconoce los conceptos básicos de la Termodinámica y los comportamientos de la energía  Identifica las propiedades en tablas y diagramas de las sustancias puras y gases.

 Resuelve problemas usando las técnicas, métodos y herramientas de la ingeniería.

 Muestra el interés por la asignatura de termodinámica como parte de su formación profesional. Instrumento de evaluación  Prueba de desarrollo

 Rúbrica de perfil de proyecto de investigación

Bibliografía (básica y complementaria)

Básica:

Pooter, M. (2004). Termodinámica para ingenieros (3° ed.). España: Mc Graw Hill.

Complementaria:

 Burghardt, M. D. (1984). Ingeniería termodinámica. México: Harla.  Cárdenas, R. y Manrique, J. Termodinámica. Editorial Harla  Cengel, A.Y. y Boles, A.M. Termodinámica. Editorial Mc Graw Hill  Van Wylen, G.J. (2003). Fundamentos de termodinámica. México

D.F.: Limusa Wiley.

 Postigo Barrio de Mendoza, J.A. (1991). Termodinámica aplicada. Lima: W.H. Editores.

 Nakamura, J. Termodinámica para ingenieros.

 Wark, K. (2001). Termodinámica. México D.F.: McGraw-Hill/Interamericana.

Recursos educativos digitales

 De la Pena Manrique, R. El Norte [Monterrey, México] 22 Nov 2003: 8.  http://search.proquest.com/central/results/50B322BDCD6D4F42PQ/

1?accountid=146219

 Correa, C.A., Sánchez; García, M.A., Gómez, N. y Rodriguez, G. Revista EIA 10.20 (Jul-Dec 2013): 73-85.

 http://search.proquest.com/central/results/50B322BDCD6D4F42PQ/ 1?accountid=146219

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Unidad II

Trabajo, calor y primera ley de a termodinámica

Duració n en horas 24 Resultado de aprendizaje de la unidad

Al finalizar la unidad, el estudiante será capaz de analizar la energía en sistemas cerrados y abiertos, aplicando la primera ley de la termodinámica para una masa de control y un volumen de control.

 TRABAJO Y CALOR:

Definición, caracterizas signos y unidades, trabajo en cambio de volumen: Análisis en los procesos termodinámicos y su representación en el diagrama p-v.

 PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA MASA DE CONTROL VAPOR DE AGUA

Enunciado. Primera ley aplicada a un ciclo para na masa de control (sistema cerrado). Energía interna, entalpía. Cambio de la energía interna y de la entalpía para sustancia pura (vapor de agua).

 PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA MASA DE CONTROL GAS IDEAL. Enunciado. Primera ley aplicada a un ciclo para na masa de control (sistema cerrado). Energía interna, entalpía. Calores específicos. Para un gas ideal.

 PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA EN ANALISIS DE VOLUMEN DE CONTROL PARA UN FEES. Primera ley en procesos no estacionarios reversibles (proceso de Flujo Estables y Estado Uniforme-FEUS)

 Define el calor y al trabajo como una forma de energía que se da por cambio de temperatura y por cambio de volumen.  Identifica las diferentes

formas de energía, fundamentalmente

trabajo y calor, para el uso apropiado

de la primera ley de la Termodinámica en diferentes sistemas termodinámicos.  Asume la puntualidad, orden y responsabilidad por los proyectos y trabajos realizados.

Instrumento de evaluación

 Prueba de desarrollo

 Rúbrica de avance de proyecto de investigación

Básica:

Complementaria:

D.F.: Limusa Wiley.

1?accountid=146219

 http://search.proquest.com/central/results/50B322BDCD6D4F42PQ/

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Unidad III

Segunda ley de la termodinámica-Uso de entropía y ciclos de

potencia a vapor y a gas

Duració n en horas 24 Resultado de aprendizaje de la unidad

Al finalizar la unidad, el estudiante será capaz de analizar la segunda ley de la Termodinámica en los diferentes procesos de los ciclos Rankine y Joule-Brayton considerando sus principales componentes.

 MAQUINAS TERMICAS, REFRIGERADORAS Y CALEFACTORA.

Definición, Enunciados de la Segunda Ley: Kelvin Plank y Clausius

Factores de irreversibilidad.

Ciclo de Carnot: principios, eficiencia. Corolarios. Ciclo de Carnot invertido: coeficiente de

performance.

Desigualdad de Clausius

 USO DE LA ENTROPÍA

Análisis en procesos reversibles e irreversibles. Principio del incremento de entropía del universo. Cambio de entropía: sustancia pura y gases ideales. Diagrama T-s: Análisis de procesos adiabáticos: rendimiento adiabático.  SISTEMA DE POTENCIA DE VAPOR CICLO RANKINE (PLANTA CON TURBINA A VAPOR) Ciclo Rankine: descripción, componentes, eficiencia, parámetros característicos. Ciclo real: eficiencia y aplicaciones.

 SISTEMA DE POTENCIA DE GAS CICLO JOULE-BRAYTON (PLANTA CON TURBINA A GAS) Ciclo Joule-Brayton: descripción, componentes, eficiencia, parámetros característicos.

Ciclo real: eficiencia. Aplicaciones.

 Analiza y determina las eficiencias en máquinas térmicas y calcula el coeficiente de performance en máquinas refrigeradores y calefactores.  Conceptualiza la entropía y comprende el desorden molecular lo cual cuantifica para resolver problemas que involucran con la entropía.

 Describe y analiza los ciclos Rankine, Brayton identificando sus componentes.  Reconoce la importancia del trabajo grupal y se integra y participa en forma efectiva en equipos multidisciplinarios de trabajo. Instrumento de evaluación  Prueba de desarrollo

 Rúbrica de avance de proyecto de investigación

Básica:

Complementaria:

D.F.: Limusa Wiley.

1?accountid=146219

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Unidad IV

Ciclos teóricos de motores de combustión interna-ciclos de

refrigeración y mezcla gas vapor

Duración

en horas 24

Resultado de aprendizaje de la

unidad

Al finalizar la unidad, el estudiante será capaz de aplicar las propiedades de la mezcla gas-vapor en la solución de problemas reales.

 CICLOS TEÓRICOS DE MOTORES DE COMBUSTION INTERNA

Ciclos estándares de aire (Otto, Diesel y Dual): descripción, parámetros característicos, eficiencia, diagrama p-V.  REFRIGERACIÓN Y BOMBAS DE CALOR

Refrigerante. Sistemas de refrigeración. Refrigeración por compresión de vapor: descripción, componentes, coeficiente de performance, diagrama p-h. Aplicaciones.  MEZCLA DE GAS IDEAL-VAPOR

Mezcla de gases ideales no reactivas. Ley de Dalton y de Amagat. Aire húmedo: generalidades. Humedad relativa, humedad absoluta, punto de rocío. Proceso de saturación adiabática. Temperaturas de bulbo seco y de bulbo húmedo. Volumen específico y entalpía específica del aire húmedo. Carta psicrométrica

 REACCIONES DE MEZCLA Y COMBUSTION Y VIAJE DE ESTUDIOS A UNA CENTRAL TERMICA. Para reforzar las unidades teóricas y didácticas del curso se complementa con un viaje de estudios

 identifica los ciclos de motores de combustión interna y los ciclo de refrigeración.

 Analiza los ciclos Otto, Diesel y Dual, el

ciclo de Refrigeración por compresión de vapor; considerando sus componentes principales,

propiedades del aire de húmedo en los procesos básicos que se representan en la carta psicrométrica

 Considera la importancia de la perseverancia y mejora del medio ambiente en el desarrollo de sus actividades profesionales asumiendo una cultura ambiental. Instrumento de evaluación  Prueba de desarrollo

 Rúbrica de informe final del proyecto de investigación.

Básica:

Complementaria:

D.F.: Limusa Wiley.

1?accountid=146219

 http://search.proquest.com/central/results/50B322BDCD6D4F42PQ/ 1?accountid=146219

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V. Metodología

Durante el desarrollo de la asignatura se aplicarán métodos pertinentes a la naturaleza de cada sesión de aprendizaje: El Método expositivo/Lección Magistral. Estudio de Casos. Aprendizaje basado en problemas. Aprendizaje orientado a proyectos y el aprendizaje cooperativo. Se desarrollarán modalidades de Clases teóricas, seminario-taller, clases prácticas, estudio y trabajo en equipo e individual. Se utilizarán medios y materiales educativos adecuados para cada sesión con énfasis en aquellos que permitan el desarrollo de experiencias planificadas: Multimedia. Y se realizará un viaje de estudios en la cuarta unidad, para enlazar la teoría con la práctica en caso de ciclos de potencia.

VI. Evaluación

VI.1. Modalidad presencial y semipresencial

Rubros Comprende Instrumentos Peso

Evaluación de entrada

Prerrequisitos o conocimientos de la asignatura

Prueba objetiva Requisito

Consolidado 1

Unidad I _{Prueba de desarrollo}

20% Unidad II Rúbrica de avance de proyectos de

investigación Evaluación

parcial Unidad I y II Prueba de desarrollo 20%

C) Consolidado 2

Unidad III _{Prueba de desarrollo}

20% Unidad IV Rúbrica de informe final de proyecto

de investigación

Evaluación final Todas las unidades Prueba de desarrollo 40%

Evaluación de

recuperación (*) Todas las unidades Prueba de desarrollo (*) Reemplaza la nota más baja obtenida en los rubros anteriores

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VI.2. Modalidad a distancia

Rubros Comprende Instrumentos Peso

Evaluación de

entrada Prerrequisito Prueba objetiva Requisito

Consolidado 1 Unidad I Prueba de desarrollo _20% Evaluación

parcial Unidad I y II Prueba de desarrollo 20%

D) Consolidado 2 Unidad III Prueba de desarrollo _20%

Evaluación final Todas las unidades Prueba de desarrollo 40%

Evaluación de

recuperación (*) Todas las unidades Prueba de desarrollo (*) Reemplaza la nota más baja obtenida en los rubros anteriores

Fórmula para obtener el promedio:

PF = C1 (20%) + EP (20%) + C2 (20%) + EF (40%)

2018.

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