Datos generales

• Plan de estudios: 0534 - INGENIERÍA EN ENERGÍA
• Créditos: 3.0

Grupos

Tabla información sobre los grupos de la asignatura

Actividad	Grupo	Periodos	Horarios	Aula	Profesor/Tutor
CLASE MAGISTRAL	(1) - CLASE VIRTUAL - GRUPO 1 - BOGOTÁ	10/08/2020 - 28/11/2020	MIÉRCOLES 09:00 - 11:00	-	NUBIA YINETH PIÑEROS CASTRO
			VIERNES 09:00 - 11:00	-	NUBIA YINETH PIÑEROS CASTRO
	(2) - CLASE VIRTUAL - GRUPO 2 NOCTURNO - BOGOTÁ	10/08/2020 - 28/11/2020	MIÉRCOLES 20:00 - 22:00	-	NUBIA YINETH PIÑEROS CASTRO
			VIERNES 20:00 - 22:00	-	NUBIA YINETH PIÑEROS CASTRO

Contenidos

PROGRAMA DE LA ASIGNATURA

Presentación

El Ingeniero en procesos juega un papel fundamental en los procesos productivos de la industria, es por esto que debe poseer las bases y conocimientos necesarios para establecer y tomar decisiones relacionadas con la transformación de la materia y la energía a lo largo
de un proceso. En este sentido, la termodinámica aborda las leyes fundamentales que gobiernan dichas transformaciones, brindado los conocimientos y herramientas para entender y predecir el comportamiento de los sistemas de interés a escala industrial.
El estudiante abordará en primera instancia algunos conceptos fundamentales de partida, así como la determinación de algunas propiedades termodinámicas a partir del uso de tablas y de ecuaciones de estado; en segunda instancia, abordará el análisis de los sistemas
abiertos en estado estable desde el punto de vista de la primera y segunda ley de la termodinámica; luego estudiará el análisis de los sistemas en estado no estacionario; finalmente, revisará las ecuaciones de estado y las relaciones entre propiedades termodinámicas, que permitirán estimar el cambio de propiedades de sustancias puras, de gran importancia para las demás asignaturas del plan de estudios.

Objetivo de Aprendizaje

Mediante el compromiso con su formación, participación activa, actitud reflexiva y retroalimentación de los docentes, y de sus compañeros, al finalizar el curso usted estará en capacidad de:
• Entender y aplicar las leyes básicas de la termodinámica en sistemas abiertos, cerrados, estables y dinámicos.

Contenidos Temáticos

1. Introducción y conceptos básicosIntroducción y conceptos básicos, sistema termodinámico, límites, alrededores del sistema, masa de control, volumen de control, superficie de control. Tipos de sistemas. Propiedades termodinámicas, extensivas, intensivas, estado termodinámico, sistemas de unidades. Equilibrio. Proceso termodinámico, trayectoria y tipos de procesos. Funciones de trayectoria: Calor y trabajo. Fases y propiedades de una sustancia pura. 2. Propiedades de las sustancias puras Diagramas termodinámicos PT, Superficies termodinámicas, diagramas P-V-T. Calidad. Tablas de propiedades termodinámicas. Diagramas termodinámicos Energía interna y Entalpía, Criterios de fases. Propiedades volumétricas de los fluidos puros: Factor de compresibilidad, ecuaciones de estado reales. Efectos caloríficos en los procesos: Calor sensible, calor latente3. Primera Ley de la termodinámicaAplicación de la primera Ley de la Termodinámica en sistemas cerrados. Primera Ley de la termodinámica para sistemas abiertos. Aplicaciones en estado estacionario (bombas, compresores, turbinas, etc). Primera Ley de la termodinámica para sistemas en estado no estacionario (Procesos de carga y descarga). Capacidades caloríficas. Relaciones termodinámicas.4. Segunda Ley de la termodinámicaAplicación de la Segunda Ley de la Termodinámica. Cambios de entropía en sistemas cerrados y en sistemas abiertos en estado estacionario y en estado no estacionario. Cambios de entropía para gases ideales. Procesos reversibles e irreversibles. Máquinas térmicas-sistemas de refrigeración, bombas térmicas. Ciclo de Carnot. Concepto de eficiencia térmica y coeficiente de rendimiento.

Evaluación Formativa

Para el desarrollo del curso se realizarán en cada corte (33,33% cada uno) varias actividades que contribuirán al logro de los objetivos, y permitirán hacer un seguimiento del avance individual a lo largo del semestre:
• Actividades en clase (20%): a través de actividades que implicarán trabajo colaborativo entre los estudiantes, se aplicarán los conceptos vistos a la solución de problemas concretos. En la mayoría de las sesiones de clase se realizarán estas actividades, cuya entrega es obligatoria, y algunos de éstos serán elegidos en cada corte para realizar su evaluación.
• Proyecto de aula (20% en cada corte): será la principal actividad del trabajo autónomo, en la cual los estudiantes, trabajando en equipos de cinco integrantes, desarrollarán un dispositivo físico que permita realizar trabajo a partir de calor; les implicará buscar e interpretar información en fuentes idóneas para el ámbito de conocimiento, aplicar los principios relacionados con la primera y la segunda ley de la termodinámica al
desarrollo del proyecto, construir un dispositivo, evaluar su desempeño. Los lineamientos se entregarán de manera oportuna. Entre otros aspectos, se evaluará la originalidad del documento establecida a través de Turnitin, la calidad del documento entregado, así como aspectos de forma en su desarrollo; además se programarán sesiones de sustentación de los trabajos.

• Parcial (60% en cada corte): esta actividad se desarrollará de manera individual; se espera evidenciar a través de ella su capacidad para:
o Aplicar e interpretar las leyes de la termodinámica en sistemas cerrados y abiertos o Representar procesos en diagramas termodinámicos (P o T v h,s,u) o Identificar los volúmenes de control en dispositivos físicos de interés en el ámbito de ingeniería o Utilizar el análisis dimensional como una herramienta en los cálculos de termodinámica o Calcular y comprender los valores de eficiencias en volúmenes de control,
bombas, turbinas y compresores o Analizar y discutir las implicaciones de los resultados encontrados para los procesos estudiados.

Bibliografía Básica Obligatoria

• Cengel, Y. A., Boles, M. A. Termodinámica. Octava Edición. McGraw-Hill, 2015.
• Moran, H. N. Shapiro, Fundamental of Engineering Thermodynamics, John Willey & Sons, Quinta E,. 2006.
• Smith, J. M., Van Ness, H. C., and Abbott, M. M. Introduction to chemical engineering thermodynamics, 7a ed. McGraw-Hill, 2005.
• Sonntag R. E., Borgnakke C., Van Wylen G. J. Fundamentals of Thermodynamics. Wiley, 2003.
• Wark, K. y Richards, D. Termodinámica. 6a Edición. Mc Graw hill. Madrid. 2001.