Periodo académico 2021-2S
Actividad | Grupo | Periodos | Horarios | Aula | Profesor/Tutor |
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CLASE MAGISTRAL | (1) - CLASE TEORICA - GRUPO 1 - BOGOTÁ | 26/07/2021 - 20/11/2021 | MARTES 07:00 - 09:00 | - | LAURA ROSA CONDE RIVERA |
JUEVES 07:00 - 09:00 | - | LAURA ROSA CONDE RIVERA |
El Ingeniero químico 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 composición esperada en
etapas de separación y
reacción de acuerdo con las condiciones empleadas en ellas. En este
sentido, la termoquímica brinda los conocimientos y herramientas para predecir
el comportamiento de sistemas de uno o más componentes al alcanzar el
equilibrio termodinámico bajo determinadas condiciones.
El estudiante abordará en primera instancia la termodinámica de
sustancias puras para poder estimar sus propiedades en equilibrio, a
continuación la de mezclas, tanto de carácter ideal como real; estudiará los
cálculos del equilibrio de fases para mezclas multicomponentes, lo que
constituirá el punto de partida para realizar el diseño de sistemas
de separación que involucran etapas de equilibrio, de vital importancia
para el curso de operaciones de transferencia de masa; por último, estudiará
el equilibrio en sistemas que implican reacción química, lo que le permitirá
establecer la factibilidad de este tipo de procesos, o sugerir las condiciones
a las cuales pueden desarrollarse, desde el punto de
vista termodinámico, fundamental para evaluar, diseñar y operar sistemas
de reacción a escala industrial.
Mediante el compromiso con su formación, participación activa, actitud
reflexiva y retroalimentación del docente, del monitor y de sus compañeros, al
finalizar el curso usted estará en capacidad de:
• Proponer condiciones de operación en sistemas de uno o múltiples
componentes, reactivos o no reactivos, a partir de cálculos de equilibrio
termodinámico.
Módulo 1: Equilibrio de fases de sustancias puras (4 semanas) – Fugacidad de
mezclas
1.1. Propiedades residuales de los compuestos puros
1.2. Criterios de estabilidad y equilibrio
1.2.1 Fugacidad y coeficiente de fugacidad de compuestos puros
Coeficientes de fugacidad en fase de vapor Coeficientes de fugacidad en fase
de líquida
1.2.2 Regla de las fases de Gibbs
1.2.3 Predicción de equilibrios líquido - vapor para compuestos puros.
1.3. Potencial químico y fugacidad
1.4. Cálculo de coeficientes de fugacidad
1.4.1. Uso de correlaciones generalizadas
1.4.2. Uso de ecuaciones de estado cúbicas
Módulo 2: Cálculo de coeficientes de actividad - Cálculos de equilibrio
LV (5 semanas)
2.1. Propiedades en exceso y actividad
2.2. Cálculo de coeficiente de actividad
2.2.1. Uso de modelos basados en propiedades en exceso
2.3 Equilibrio líquido – vapor para mezclas ideales
2.4 Equilibrio líquido – vapor para mezclas reales
2.4.1. Métodos φ − γ
2.4.2. Métodos φ − φ
2.5. Evaporación instantánea
Módulo 3: Cálculos de equilibrio de fases para sistemas multicomponente
– Equilibrio con reacción química (7 semanas)
3.1. Equilibrio vapor – líquido - líquido
3.2. Equilibrio líquido - líquido
3.3. Equilibrio sólido - vapor y sólido – líquido
3.4. Avance de la reacción
3.5. Efectos térmicos
3.6. Constantes de equilibrio
3.7. Equilibrio químico en sistemas homogéneos
3.5. Equilibrio químico en sistemas heterogéneos
3.6. Equilibrio químico con múltiples reacciones
Para el desarrollo del curso se realizarán en cada corte varias actividades que contribuiránal logro de los objetivos, y permitirán hacer un seguimiento del avance individual a lo largo del semestre:
El objetivo y la metodología de las diferentes actividades se aclara a
continuación:
* Actividades en clase: 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 estos talleres, cuya entrega es obligatoria, y sólo algunos
de éstos serán elegidos en cada corte para realizar su evaluación.
* Trabajo extraclase: serán la principal actividad del trabajo autónomo,
en la cual los estudiantes, trabajando en equipos de cuatro integrantes,
desarrollarán algunos ejercicios retadores que les implicará buscar e
interpretar información en fuentes idóneas para el ámbito de
conocimiento, desarrollar y/o utilizar herramientas computacionales para
realizar cálculos de equilibrio. Los lineamientos se entregarán de manera
oportuna. Entre otros aspectos, se evaluará la calidad del documento
entregado, así como aspectos de forma en su desarrollo; además se
programarán sesiones de sustentación de los trabajos.
* Prueba de conceptos: esta actividad se desarrollará de manera
individual, busca establecer el nivel de comprensión de los conceptos
abordados en clase, y podrá constar de preguntas argumentativas,
desarrollos matemáticos, ejercicios numéricos, interpretación y
elaboración de diagramas de equilibrio entre otros.
* Parcial: esta actividad podrá ser desarrollada de manera individual o
por parejas,dependiendo de su complejidad; se espera evidenciar a través de
ella la comprensión de conceptos abordados en clase, así como la
capacidad de interpretación de los resultados de los cálculos de
equilibrio y de sus implicaciones para las operaciones a escala industrial.
* Elliott y Lira. Introductory Chemical Engineering Thermodynamics. 2a
Edición. Prentice Hall International Series in the Physical and Chemical
Engineering Sciences. 2012.
* Smith, Joe Mauk, Introduction to chemical engineering thermodynamics,
7a ed. McGraw-Hill, 2005.
* Poling, B. E., Prausnitz, J. M. y O’Connell, J. P. Properties of Gases
and Liquids, 5a Edición. McGraw-Hill Education: New York. 2001.
* Sandler, Stanley I., Chemical, biochemical, and engineering
thermodynamics, 4th ed. 2006.
* Prausnitz, John M., Molecular thermodynamics of fluid-phase
equilibria, 3a ed, 1999.
* Moran, H. N. Shapiro, Fundamental of Engineering Thermodynamics, John
Willey & Sons, Quinta E,. 2006.