PROGRAMA INSTRUCCIONAL TERMODINAMICA I

Transcripción

1 UNIVERSIDAD FERMIN TORO VICE-RECTORADO ACADEMICO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE MANTENIMIENTO MECANICO PROGRAMA AL TERMODINAMICA I CÓDIGO ASIGNADO SEMESTRE U.C DENSIDAD HORARIA H.T H.P/H.L H.A H.V H.P THS/SEM PRE - REQUISITO TER-432 IV /64 MAT-341 Elaborado por ING. YAMILET VILORIA AUTORIZADO POR VICE RECTORADO ACADÉMICO Fecha vigencia JUNIO, 2005 Revisado por (FIRMA Y SELLO) UNIDAD CURRICULAR.. DECANATO

2 FUNDAMENTACION Es importante la asignatura Termodinámica I en la formación l futuro ingeniero en mantenimiento mecánico bido a que tiene que ver principalmente con todo lo relacionado con la energía (en sus diferentes formas), su transformación, su aprovechamiento, etc.; amás que es una asignatura básica y fundamental que influye directamente en otras asignaturas tales como: mecánica fluidos, máquinas hidráulicas, máquinas térmicas y transferencia calor entre otras. El programa contempla los conceptos y finiciones básicas termodinámica sus propiedas físicas, leyes y aplicaciones, orientados a la comprensión y resolución problemas típicos la ingeniería. Está conformado la siguiente manera: I Unidad: Conceptos y finiciones básicas. II Unidad: Propiedas físicas las sustancias puras. III Unidad: Trabajo y calor. IV Unidad: Primera Ley la termodinámica para un sistema. V Unidad: Primera Ley la termodinámica para un volumen control. VI Unidad: Segunda Ley la termodinámica y entropía. VII Unidad: Segunda Ley la termodinámica para un volumen control. El sistema enseñanza aprendizaje se basa en la revisión bibliográfica y en la resolución problemas Se basa en el manejo información clara y ornada, el cual será reafirmado en gráficos y ejemplos a fin motivar la interiorización y la transferencia La resolución problemas será sustentada analítica y metodológicamente los principios estudiados a casos prácticos y reales, cuyo nivel complejidad averigüen gradualmente. El estudiante be efectuar una constante y ornada revisión literatura, particularmente en lo referente a la comprensión y análisis los conceptos que se estudian. Es indispensable la preparación previa a cada clase, para lo cual se recomienda el uso cuadros y sinopsis contenido que van a ser sarrollados en clase. Sobre la base esta preparación inicial se be estar atento a las indicaciones l profesor, para pedir explicaciones adicionales en caso una comprensión poco clara los conceptos y métodos usados. Así mismo, resulta indispensable estructurar un grupo estudio, para con su apoyo intercambiar ias y aclarar dudas. OBJETIVO GENERAL DE LA ASIGNATURA Basándose en exposiciones teórico prácticas mostrar conocimientos sobre las estructuras fundamentales l razonamiento físico la termodinámica resolviendo problemas y ejercicios orientados hacia la scripción y explicación la termodinámica.

3 UNIDAD I CONCEPTOS Y DEFINICIONES BÁSICAS APLICAR LOS CONCEPTOS BASICOS ENUNCIADOS EN LA RESOLUCION DE PROBLEMAS RELACIONADOS CON EL TEMA. 2 SEMANAS 10% 1. Aplicar los diferentes conceptos referidos a: La naturaleza la termodinámica, Dimensiones y unidas, Sistema, propiedad y estado, Volumen especifico, nsidad y nsidad relativa, Presión, Temperatura, Ley cero la termodinámica. La naturaleza la Termodinámica. Sistema, propiedas y estado. Ley cero la termodinámica. bibliográfica. Exposición Resolución problemas Ejercicios Ejemplos modalidad vio. : Proponer ejercicios aplicación directa. Aplicar prueba corta. Foros discusión Asignación tareas Vios, Blogs, Chat, Glosario, Wikis

4 UNIDAD II PROPIEDADES FÍSICAS DE LAS SUSTANCIAS PURAS 2 SEMANAS APLICAR LOS DIAGRAMAS P V Y T, EN CONJUNTO CON TABLAS TERMODINÁMICAS EN LA RESOLUCION DE PROBLEMAS DE APLICACIÓN; ASÍ COMO TAMBIÉN HACER USO DE LAS ECUACIONES DE ESTADO. 10% 1. Ejemplificar los diagramas P V Y T V utilizando para ello: La superficie P v y T v.; Las ecuaciones estado, tanto para gases iales como para gases reales; Las tablas propiedas termodinámicas. Superficies. Presión volumen especifico. Temperatura volumen especifico. Diagramas: Presión volumen especifico. Temperatura volumen especifico. Ecuaciones estado. Propiedas termodinámicas. bibliográfica. Exposición Resolución problemas Ejercicios Ejemplos modalidad vio. : Proponer ejercicios relacionados con el manejo las tablas termodinámicas y los diagramas P V y T V. Aplicar taller. Aplicar pruebas larga (unidas I y II). Foros discusión Asignación tareas Vios, Blogs, Chat, Glosario, Wikis

5 UNIDAD III TRABAJO Y CALOR 2 SEMANAS EN BASE A LOS CONCEPTOS Y EJEMPLOS EXPUESTOS, GENERAR SOLUCIONES DE PROBLEMAS DE APLICACIÓN EN LO QUE RESPECTA A TRABAJO DE EXPANSION, DE COMPRENSION ELECTRICO, DE TORSIÓN Y ELÁSTICO QUE PERMITAN VISUALIZAR LOS FENOMENOS TERMODINÁMICOS. 15% 1. Definir trabajo y dar sus unidas. 2. Definir el proceso cuasiestático. 3. Definir trabajo expansión y comprensión, tomando en cuenta los siguientes pasos: Para un proceso cíclico cuasiestático, Para un proceso elástico o resorte, sobre una carga eléctrica, para un proceso torsión, establecer las formas trabajo irreversible, finir calor y dar sus unidas, realizar una comparación entre trabajo y calor. Trabajo y sus unidas. Proceso cuasiestático. Calor y sus unidas. Semejanzas entre trabajo y calor. bibliográfica. Exposición Resolución problemas Ejercicios Ejemplos modalidad vio. : Proponer ejercicios aplicación directa. Foros discusión Asignación tareas Vios, Blogs, Chat, Glosario, Wikis

6 UNIDAD IV PRIMERA LEY DE TERMODINÁMICA PARA UN SISTEMA 2 SEMANAS APLICAR LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA PARA UN SISTEMA, DESARROLLANDO SITUACIONES ESPECIFICAS QUE PERMITAN VISUALIZAR LOS FENOMENOS PRODUCIDOS. 15% 1. Aplicar la primera Ley la termodinámica para un sistema que realiza un ciclo y para un sistema que realiza un cambio estado. 2. Visualizar la naturaleza la energía interna, la entalpía y las capacidas térmicas específicas. 3. Establecer las ecuaciones la rapiz la primera Ley la termodinámica. Primera Ley termodinámica. Energía interna (U) Y energía interna específica (u) Entalpía (H) y entalpía específica (h). Ecuaciones. bibliográfica. Exposición Resolución problemas aplicación Ejercicios Ejemplos modalidad vio. : Proponer ejercicios Aplicar taller. Aplicar prueba larga (unidas III Y IV). Foros discusión Asignación tareas Vios, Blogs, Chat, Glosario, Wikis

7 UNIDAD V PRIMERA LEY DE TERMODINÁMICA PARA UN VOLUMEN DE CONTROL 2 SEMANAS APLICAR LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA EN LA INGENIERIA DE LOS SISTEMAS ABIERTOS, TANTO EN ESTADO ESTACIONARIO COMO EN ESTADO TRANSITORIO. 15% 1. Definir volumen control. 2. Aplicar la primera Ley la conservación la masa y la primera Ley la termodinámica para un volumen control en estado estacionario. 3. Aplicar la primera Ley la conservación la masa y la primera Ley la termodinámica para un volumen control en estado transitorio. Ley conservación la masa. Primera Ley la termodinámica para un volumen control. Aplicaciones a la ingeniería para sistemas abiertos, en estado estacionario y en estado transitorio. bibliográfica. Exposición Resolución problemas aplicación Ejercicios Ejemplos modalidad vio. : Proponer ejercicios Aplicar prueba larga. Foros discusión Asignación tareas Vios, Blogs, Chat, Glosario, Wikis

8 UNIDAD VI SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA Y ENTROPÍA 3 SEMANAS APLICAR LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA A LAS MAQUINAS TERMICAS, A PROCESOS REVERSIBLES E IRREVERSIBLES, AL REFRIGERADOR Y A LA BOMBA DE CALOR DE CARNOT O SISTEMAS ENTROPICOS. 20% 1. Enunciar la segunda Ley la termodinámica según Kelvin Plank y Claussius. 2. Definir máquinas térmicas refrigeradores y bombas calor. 3. Establecer las formas los procesos reversibles y los procesos irreversibles. 4. Definir el ciclo Carnot y su eficiencia, aplicándolo a las máquinas térmicas, a la bomba calor y a los refrigeradores. 5. Visualizar la sigualdad Claussius. 6. Definir Entropía (S) y entropía específica (s). 7. Enunciar el principio l incremento la entropía específica (s). 8. Enunciar el principio l incremento la entropía. 9. Definir cambios entropía en pósitos calor. 10. Establecer los efectos la transferencia calor en procesos reversibles e irreversibles. Equilibrio termodinámico. Máquinas térmicas. Procesos reversibles e irreversibles. Ciclo Carnot. Sistemas entrópicos. Transferencia calor. bibliográfica. Exposición Resolución problemas aplicación Aplicación taller. Ejercicios Ejemplos modalidad vio. : Proponer ejercicios Aplicar taller. Aplicar prueba larga. Foros discusión Asignación tareas Vios, Blogs, Chat, Glosario, Wikis

9 UNIDAD VII SEGUNDA LEY DE TERMODINÁMICA PARA UN VOLUMEN DE CONTROL 3 SEMANAS APLICAR LOS CONCEPTOS EXPUESTOS A DIFERENTES DIAGRAMAS, A PROCESOS ENTROPICOS Y POLITROPICOS. 15% 1. Definir sustancia pura. 2. Ilustrar y aplicar el diagrama temperatura entropía específica (T s) para una sustancia pura. 3. Ilustrar y aplicar el diagrama entalpía específica entropía específica (h s) o diagrama Muller para una sustancia pura. 4. Analizar la segunda Ley para un volumen control. 5. Establecer las ecuaciones Tds. 6. Definir el cambio entropía y aplicar el diagrama T s para un gas ial. 7. Definir proceso politrópico reversible para un gas ial. 8. Establecer el cambio entropía para una sustancia pura incomprensible y para una sustancia pura real. 9. Definir la eficiencia adiabática equipos flujo estacionario. 10. Aplicar la segunda Ley la termodinámica a los procesos e flujo estacionario y transitorio. Diagrama temperatura entropía. Diagrama entalpía entropía. Cambio entropía un gas ial. Proceso politrópico. Eficiencia adiabática. bibliográfica. Exposición Resolución problemas aplicación Ejercicios Ejemplos modalidad vio. : Proponer ejercicios relacionados con el manejo los diagramas T s. Y h s. Proponer ejercicios aplicación en procesos reversibles e irreversibles. Aplicar prueba larga. Foros discusión Asignación tareas Vios, Blogs, Chat, Glosario, Wikis

10 BIBLIOGRAFIA Faires V. M. Termodinámica. 2ª Edición Unión Tipográfica Hispanoamericana. México. Ciudad México Granet Irving. Tablas Termodinámica. 3ª Edición. Prentice Hall Hispanoamericana. México J. B. Jones y R. E. Dugan. Ingeniería Termodinámica.1ª Edición. Editorial Prentice Hall Hispanoamericana S.A. México Rossel L y Abiyi G. Termodinámica. Editorial Addison Wesley Iberoamericana. Wilmington USA Van Wylen G. Fundamentos Termodinámica. Editorial Limusa Wylen. México Wark Kenneth. Termodinámica. Editorial Mc Graw Hill. México. 1991