UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DEL TACHIRA Vicerrectorado Académico Decanato de Docencia Departamento de Ingeniería Mecánica

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1 UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DEL TACHIRA Vicerrectorado Académico Decanato de Docencia Departamento de Ingeniería Mecánica Departamento: Ingeniería Mecánica Núcleo: Termofluidos Asignatura: I Código: T H/S: 6 Teoría: 6 Práctica: Lab.: U.C.: 4 Pre-requisito: T T Equivalencia: 0111T Semestre: IV Especialidad: Ing. Mecánica, Ing. Industrial 1. JUSTIFICACIÓN: La termodinámica es una ciencia aplicable a la resolución de prácticos. Sus aplicaciones son tan numerosas y cumplen tantos aspectos distintos de la actividad humana, que resultaría imposible enumerarlas todas. Esto resulta porque la termodinámica se ocupa de hechos tan básicos como la transformación de energía que está presente en la vida cotidiana. En consecuencia, los estudiantes de ingeniería, siempre se benefician de los conocimientos adquiridos en esta materia. Un Ingeniero que no sepa suficiente es como un medico que no conoce la anatomía humana o un viajero que no sabe donde se encuentra: le falta el mapa del territorio en el que debe desempeñar su actividad profesional. 2. OBJETIVOS GENERALES: Permitir al estudiante desarrollar las facultades de análisis de fenómenos físicos y relacionar las leyes termodinámicas a fin de aplicarlas en la solución de técnicos. 3. CONTENIDOS: La termodinámica es una ciencia exacta y se fundamenta en los básicos de la física, de la cual forma parte. Estos son: el principio de conservación de la energía, el principio de conservación de la masa, el principio de conservación de la cantidad de movimiento y el segundo principio de la. Unidad I: Conceptos Básicos Unidad II: Sustancia Pura Unidad III: Trabajo y Calor. Primera Ley de la Unidad IV: Segunda Ley de la 1/7

2 4. MÉTODOS Y TECNICAS DE ENSEÑANZA: Clases teóricas con transparencias, Resolución de aplicación en dispositivos y plantas de generación de energía, Visita al laboratorio de Termofluidos para conocer equipos e instrumentos, consultas en paginas Web. 5. CRITERIOS Y TÉCNICAS DE EVALUACIÓN (En términos generales): Aplicación de pruebas parciales. (Evaluación formativa). 6. BIBLIOGRAFÍA:, Sonntag R.E, Tomo I, Cengel y Boles,,,.., New York., Holman, J.P., 2da. Edición. Mc. Graw-Hill de México, S.A Thermodynamics, Lee, J.F. y Sesar F.W. Addison-Wesley. Massachusetts. Engineering Thermodynamics, Balzhiser, R.E. y Samuels M.R., Prentice-Hall, Applied Thermodynamics For Engineering Technologists, Eastop T.D. y MC Conkey A., Longman Applications of Thermodynamics,, Introduction To Thermodynamics, Rolle, K.C., Bell & Howell Co /7

3 UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DEL TACHIRA VICERRECTORADO ACADEMICO COMISION CENTRAL DE CURRICULUM PROGRAMA ANALITICO Asignatura: I Código: T Unidad I: Conceptos Básicos Objetivo General: Identificar las propiedades medibles (masa, presión, volumen y temperatura) de un sistema termodinámico - Analizar la definición de la y amplitud de esta y su importancia como ciencia. - Definir la terminología asociada a la termodinámica, sus métodos de estudio y las propiedades intensivas y extensivas de un sistema. - Definir cambio de estado y proceso termodinámico. Describir diversos tipos de procesos termodinámicos. - Identificar y describir el sistema internacional de unidades y relacionarlo con otros sistemas de unidades convencionales. - Identificar, cuantificar y relacionar las propiedades mensurables de un sistema simple compresible. - Establecer los requerimientos del equilibrio termodinámico. - Resolver ejercicios y situaciones en las que intervienen las propiedades mensurables del sistema, utilizando sistema internacional y otros sistemas de unidades. - Definición de termodinámica, su alcance e importancia. - Métodos de estudio de la termodinámica: macroscópico y microscópico. - Definición de sistema y de volumen de control. - Propiedades físicas de los fluidos: presión, volumen específico, densidad y temperatura. - Propiedades termodinámicas y estado de un sistema: fase, estado, propiedades. - Equilibrio mecánico. Equilibrio térmico. La ley cero de la termodinámica. El concepto de temperatura y escalas de temperatura. - Equilibrio termodinámico y estados de equilibrio. - Propiedades termodinámicas y estados de un sistema. Fase, estado y propiedades. - Proceso termodinámico y ciclos. El proceso cuasiestático. - Resolver que involucren la conceptos anteriores y en los cuales intervienen las propiedades medibles del sistema. unidades I y II 3/7

4 Unidad II: Sustancia Pura Objetivo General: Identificar el estado de un sistema termodinámico por medio de tablas de propiedades termodinámicas, diagramas y ecuaciones de estado - Describir el sistema termodinámico constituido por una sustancia pura. - Identificar el estado del Sistema Termodinámico: a) Utilizando tablas de propiedades termodinámicas. b)utilizando ecuaciones de estado. c)utilizando diagramas termodinámicos. - Resolver prácticos que involucren la aplicación de las tablas de propiedades termodinámicas y las ecuaciones de estado. - La sustancia pura y sus fases. - Equilibrio sólido-líquido-vapor de una sustancia pura. - Diagramas de fase. - Diagrama T-V, punto crítico. - Diagrama P-V, punto crítico. - Diagrama P-T, punto triple. - Superficies termodinámicas P-V- T. - Tablas de propiedades termodinámicas. - Ecuaciones de estado. - El gas ideal. Ecuación de estado del gas ideal. - El gas real. Ecuaciones de estado del gas real. que incluyan la contenidos anteriores. unidades I y II 4/7

5 Unidad III: Trabajo y Calor. Primera Ley de la Objetivo General: Identificar y diferenciar las distintas interacciones que ocurren en el limite de un sistema, así como aplicar la primera Ley de la - Identificar y diferenciar las interacciones que ocurren en el límite de un sistema. - Definir y diferenciar trabajo y calor. - Deducir la formulación matemática de la Primera Ley de la : Principio de la Conservación de la materia y de la energía, para un sistema. - Deducir la formulación matemática de la Primera Ley de la : Principio de la Conservación de la Materia y de la Energía, para un volumen de control. - Aplicar la Primera Ley de la a diferentes situaciones. - Aplicaciones de la ecuación de energía a procesos de flujo transitorio. - Generalidades sobre interacciones. - Concepto de trabajo. Evaluación del trabajo. - El trabajo de un sistema termodinámico. Evaluación del trabajo para un sistema que experimenta un proceso cuasiestático. - Concepto de calor. Comparación entre el trabajo y el calor. - Conservación de la materia. - Conservación de la energía. - La ecuación de la energía para un sistema. - La energía almacenada de un sistema y la energía interna. Entalpía. Calores específicos. - Energía interna, entalpía y calores específicos de los gases ideales. - Aplicaciones de la Primera Ley a sistemas de interés técnico. - La ecuación de continuidad. - La ecuación de energía para un volumen de control. - Aplicaciones de la ecuación de energía a procesos de flujo estacionario. unidad III 5/7

6 Unidad IV: Segunda Ley de la Objetivo General: Definir y comparar los parámetros de funcionamiento de los ciclos termodinámicos involucrados en las máquinas térmicas y frigoríficas. Aplicar correctamente la Primera y Segunda Ley de la - Definir máquinas térmicas y máquinas frigoríficas. - Calcular la eficiencia térmica y el coeficiente de realización. - Enunciar la Segunda Ley de la. - Definir procesos reversibles e irreversibles. - Definir el concepto de Entropía y evaluarla numéricamente. - Identificar las fuentes de producción de entropía de un proceso. Especificar su origen tanto térmico como mecánico. - Establecer las diversas maneras de formular matemáticamente la Segunda Ley de la. - Establecer las relaciones de propiedades para los procesos adiabáticos reversibles y politrópico reversible de un gas ideal. - Transformación de trabajo en calor y viceversa. - Máquinas térmicas y máquinas refrigeradoras. Eficiencia térmica y coeficiente de realización. - Enunciados de Kelvin-Planck y de Clausius de la 2da. Ley. - Los procesos reversibles e irreversibles. - El ciclo de Carnot. - El teorema de Carnot y su corolario. - Escala Kelvin de temperatura. - La desigualdad de Clausius. - El concepto de entropía. - Entropía de una sustancia pura. Diagramas entrópicos (T-s y h-s). - Cambios de entropía en un gas ideal y en un sistema incompresible. - Evaluación de los cambios de entropía para procesos reversibles e irreversibles. - Las formulaciones matemáticas de la 2da. Ley. - El principio del incremento de entropía para un sistema. - Los procesos adiabáticos reversibles y politrópico reversible de un gas ideal. unidad IV Objetivos 1 al 8 6/7

7 Unidad IV: Continuación Segunda Ley de la Objetivo General: Definir y comparar los parámetros de funcionamiento de los ciclos termodinámicos involucrados en las máquinas térmicas y frigoríficas. Aplicar correctamente la primera y segunda Ley de la - Formular matemáticamente la Segunda Ley de la para un volumen de control. - Definir el concepto de eficiencia de un proceso. - Definir los conceptos de irreversibilidad y disponibilidad. - Aplicar la Segunda Ley de la a diferentes situaciones físicas. - Aplicar los conceptos de irreversibilidad y disponibilidad a diversos sistemas de interés técnico. - 2da. Ley de la para un volumen de control. - La 2da. Ley para procesos de estado estable, flujo estable y estado uniforme, flujo uniforme. - Análisis termodinámico de los procesos reversibles mediante la 1era y 2da ley. - El concepto de incremento de entropía para un volumen de control. - La eficiencia de un proceso termodinámico. - Ecuaciones de eficiencia para diversos equipos. - Trabajo reversible. - Irreversibilidad de un proceso. - Disponibilidad en un sistema y en un volumen de control. - Disponibilidad e irreversibilidad. Energía disponible y no disponible. de aplicación de la 2da. Ley. - Resolver ejercicios para aplicar los conceptos de irreversibilidad y disponibilidad. unidad IV. Objetivos 9 al 13 7/7