UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

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1 UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE INGENIERIA SYLLABUS TERMODINÁMICA Y FLUIDOS PROYECTO CURRICULAR: NOMBRE DEL DOCENTE: ESPACIO ACADÉMICO (Asignatura): TERMODINÁMICA Y FLUIDOS Obligatorio ( ) : Básico ( ) Complementario ( ) Electivo ( ) : Intrínsecas ( ) Extrínsecas ( ) NUMERO DE ESTUDIANTES: Depende del semestre CÓDIGO: 111 GRUPO: depende del horario NÚMERO DE CREDITOS: TIPO DE CURSO: TEÓRICO PRACTICO TEO-PRAC: (x) Alternativas metodológicas: Clase Magistral ( x ), Seminario ( x ), Seminario Taller ( ), Taller ( x ), Prácticas ( x ), Proyectos tutoriados ( ), Otro: Depende del grupo HORARIO: Depende DIA HORAS SALON I. JUSTIFICACIÓN DEL ESPACIO ACADÉMICO (El Por Qué?) Las asignaturas que pertenecen al área, cumplen con la misión de formar profesionales con vocación investigativa basados en su preparación científica y en el desarrollo del pensamiento abstracto. La formación integral del Ingeniero Industrial requiere el entendimiento general de los conceptos básicos desarrollados en Mecánica de Fluidos y Termodinámica. El aprendizaje significativo de dichos principios le permitirá, al profesional en Ingeniería Industrial entender las aplicaciones utilizadas en diversos sistemas industriales.

2 Conocimientos previos: Para un buen desarrollo de la asignatura Mecánica de Fluidos y Termodinámica, los estudiantes deben tener buen fundamento en conceptos propios de cálculo integral y ecuaciones diferenciales, así como los sistemas básicos de ecuaciones y solución de ellas. II. PROGRAMACION DEL CONTENIDO (El Qué? Enseñar) OBJETIVO GENERAL Contribuir a la formación profesional, para que el ingeniero en formación desarrolle su capacidad de análisis, síntesis y comunicación, para utilizar las tecnologías encaminadas a la investigación, propia de su disciplina, dirigido al mejoramiento de la calidad de vida de la comunidad de Bogotá y del País. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Conocer los aspectos conceptuales que permiten la formulación de teorías en mecánica de fluidos y termodinámica. Identificación de variables que ayudan a la comprensión y explicación de conceptos propios de la asignatura. Desarrollar modelos matemáticos mediante el análisis de las interacciones de variables físicas (mecánica de fluidos y termodinámica) Conocer histórico-epistemológicamente las leyes, teorías y desarrollos técnicos que se han desarrollado en mecáncia de fluidos y termodinámica. COMPETENCIAS DE FORMACIÓN: Por el carácter y temas conceptuales, las competencias a desarrollar se relacionan con las competencias de ciencias básicas y se resumen en la siguiente tabla: NOMBRE DE LA COMPETENCIA CAPACIDAD DE ANÁLISIS LÓGICO CONCRETO) (PENSAMIENTO CAPACIDAD DE ANÁLISIS ABSTRACTO(PENSAMIENTO FORMAL) DESCRIPCIÓN DE LA COMPETENCIA Habilidad para realizar operaciones sencillas sobre datos de la realidad. Ingenio para formular proposiciones, deducir conclusiones al interpretar y constatar hipótesis. CAPACIDAD COMUNICATIVA Aptitud para el manejo CAPACIDAD DE ANÁLISIS equilibrado entre el lenguaje científico y el lenguaje cotidiano. Habilidad para desglosar un sistema de estudio y UNIDADES DE COMPETENCIA Identificar propiedades tangibles de la naturaleza. Registro de datos experimentales. Relacionar información mediante operaciones sencillas Establecer relaciones entre variables experimentales. Plantear hipótesis y proponer metodologías de investigación. Resolver sistemas complejos de ecuaciones. Conocer y utilizar los términos científicos que identifican un concepto.

3 CAPACIDAD DE SÍNTESIS proyectar soluciones eficaces Facilidad para resumir o reducir la información, utilizando los conceptos que ayuden a precisar la difusión de lo expresado. Presentar información resumida, que permita mostrar el análisis de datos que lo lleve a la toma de decisiones. 1. Introducción 2. Análisis dimensional 3. Densidad de fluidos 4. Principio de Arquímedes, principio de Pascal 5. Presión hidrostática, presión manométrica, presión absoluta. 6. Manómetros en U 7. Decantadores gravitatorios y decantadores centrífugos 8. Viscosimetría 9. Ecuación de continuidad y ecuación de Bernoulli 10. Gases reales: factor de compresibilidad, ecuación de Van der Waals, ecuación de Benedict Web Rubin 11. Densidad de gases, presión atmosférica 12. Fundamentos de termodinámica: Propiedades de sustancias puras 13. Tablas termodinámicas de sustancias puras 14. Diagramas PVT 15. Calor sensible y calor latente 16. Primera ley de la termodinámica 17. Segunda ley de la termodinámica 18. Máquinas térmicas 19. Fundamentos de entropía. III. ESTRATEGIAS (El Cómo?)

4 Metodología Pedagógica y Didáctica: Horas Horas profesor/semana Horas Estudiante/semana Total Horas Estudiante/semestre Créditos Tipo de Curso TD TC TA (TD + TC) (TD + TC +TA) X 16 semanas TEÓRICO/ PRÀCTICO Trabajo Presencial Directo (TD): trabajo de aula con plenaria de todos los estudiantes. Trabajo Mediado_Cooperativo (TC): Trabajo de tutoría del docente a pequeños grupos o de forma individual a los estudiantes. Trabajo Autónomo (TA): Trabajo del estudiante sin presencia del docente, que se puede realizar en distintas instancias: en grupos de trabajo o en forma individual, en casa o en biblioteca, laboratorio, etc.) PARAMETROS METODOLÓGICOS: a. Presentaciones magistrales de los temas principales y resolución de problemas representativos b. Elaboración, presentación y sustentación de talleres teórico prácticos.. c. Se presentan videos sobre aplicaciones concretas de las aplicaciones de las leyes. d. Algunos conceptos tratados en clase se validan con prácticas de laboratorio orientadas por el docente. e. Incorporar temas y lecturas sobre aspectos relacionados con la carrera, que involucren conceptos desarrollados. TEMA No. Nombre de la Unidad Temática Actividades del proceso de enseñanza aprendizaje Estrategia didácticas HORAS TD TC TA Introducción Presentación del programa, taller de Depende del avance revisión de conceptos. Repaso de del grupo. sistemas de unidades, conversión de 4 6 unidades. Análisis dimensional Desarrollo por medio de análisis dimensional de ecuaciones con más 2 4 de tres variables. Densidad de Fluidos Conceptos densidad, densidad relativa, peso específico y gravedad específica, ejercicios relacionados. Principio de Conceptos y ejercicios relacionados Arquímedes y Principio de Pascal Presión hidrostática, Conceptos y aplicaciones, ejercicios. presión manométrica, presión absoluta Manómetros en U. Análisis de manómetro y mediciones

5 Decantadores Desarrollo de ecuaciones 7 gravitatorios decantadores y relacionadas. 4 8 centrífugos 8 Viscosimetría Desarrollo de ecuaciones relacionadas Ecuación de Desarrollo de ecuaciones y 9 continuidad y ecuación de Bernoulli ejercicios Ley cero de la Desarrollo de ecuaciones, uso de termodinámica, gases gráfica de factor de compresibilidad, ideales y gases uso de tablas de propiedades. 10 reales: factor de compresibilidad, Ejercicios. 6 8 ecuación de Van der Waals, ecuación de Benedict Web Rubin Densidad de gases y Desarrollo de ecuaciones y 11 presión atmosférica ejercicios. 1º EVALUACIÓN PARCIAL 6 8 Fundamentos de Desarrollo de conceptos. Procesos 12 termodinámica: adiabáticos, isocóricos, isobáricos, isotérmicos Propiedades de sustancias puras Tablas termodinámicas de sustancias puras Diagramas PVT Introducción a propiedades: temperatura de ebullición, presión de saturación, volumen específico, energía interna específica, entalpía específica, entropía específica. Y uso de tablas termodinámicas. Ejercicios. Diagramas de fases en sistemas PVT, ejercicios Calor sensible y calor Desarrollo de conceptos y ejercicios. 15 latente Primera ley de la Desarrollo de conceptos y ejercicios. 16 Termodinámica Segunda Ley de la Desarrollo de conceptos, 17 termodinámica 4 2 8

6 18 Máquinas térmicas y ciclos termodinámicos. Eficiencia de máquinas térmicas. 2º evaluación parcial Fundamentos de Desarrollo de conceptos. 19 entropía. Exposiciones de temas seleccionados Y evaluación final 2. PRÁCTICAS ESPECÍFICAS: a. Densimetría b. Principio de Arquímedes c. Viscosimetría d. Presión de vapor e. Continuidad f. Bernoulli g. Expansión lineal h. Capacidad calorífica i. Calor sensible y latente Medios y Ayudas: IV. RECURSOS (Con Qué?) BIBLIOGRAFÍA TEXTOS Guías McCabe Warren Operaciones Unitarias en Ingeniería Química TG Mecánica de fluidos TC Van Wylen Fundamentos de termodinámica TG Warck Termodinámica TC Smith Van Ness Termodinámica TC Alan H. Cromer. Física en la Ciencia y en la Reverté S.A. Industria. TR TG: Texto Guía TC: Texto Consulta TR: Texto Referencia TA: Texto Adicional PROGRAMACIÓN EXPOSICIONES. De acuerdo al tema y número de estudiantes en el grupo

7 TEXTOS COMPLEMENTARIOS REVISTAS DIRECCIONES DE INTERNET

8 Espacios, Tiempos, Agrupamientos: V. ORGANIZACIÓN / TIEMPOS (De Qué Forma?) SEMANAS ACADEMICAS No TEMA A DESARROLLAR Introducción. x 2 Análisis dimensional x 3 Densidad de Fluidos X 4 Principio de Arquímedes y Principio de Pascal X 5 Presión hidrostática, presión manométrica, presión absoluta X 6 Manómetros en U. X 7 Decantadores gravitatorios y decantadores centrífugos. x x 8 Viscosimetría X 9 Ecuación de continuidad y ecuación de Bernoulli. x X Ley cero de la termodinámica, gases 10 ideales y Gases reales: factor de compresibilidad, ecuación de Van der Waals, ecuación de Benedict Web Rubin. x X 11 Densidad de gases y presión atmosférica. 1º evaluación parcial x x Fundamentos de termodinámica: sistemas 12 isobáricos, isocóricos, isotérmicos y x adiabáticos. 13 Propiedades de sustancias puras Tablas termodinámicas de sustancias puras x 14 Diagramas PVT x 15 Calor sensible y calor latente. x 16 Primera ley de la Termodinámica. x 17 Segunda Ley de la termodinámica. x 18 Máquinas térmicas y ciclos termodinámicos. 2º evaluación parcial x x 19 Fundamentos de entropía. Y exposiciones de temas asignados. x x VI. EVALUACIÓN (Qué, Cuándo, Cómo?) E R A TIPO DE EVALUACIÓN FECHA PORCENTAJE

9 Evaluación parcial 15% LABORATORIOS 5% 20% SEGUNDA NOTA Evaluación parcial 15% LABORATORIOS 5% 20% TERCERA NOTA EXPOSICIONES 10% ARTÍCULO TIPO CIENTÍFICO 10% ELABORACIÓN DE PROTOTIPO FUNCIONAL 10% (relacionado con laboratorio) 30% EXAM. FINAL Evaluación final 30% ASPECTOS A EVALUAR DEL CURSO. DATOS DEL DOCENTE NOMBRE : PREGRADO : POSTGRADO : ASESORIAS: FIRMA DE ESTUDIANTES NOMBRE FIRMA CÓDIGO FECHA

10 FIRMA DEL DOCENTE FECHA DE ENTREGA: