UNIVERSIDAD LIBRE FACULTAD DE INGENIERIA SYLLABUS

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1 PROGRAMA: Ingeniería-Ciencias Básicas UNIVERSIDAD LIBRE Área de formación: Física Asignatura: Física Térmica Código: Semestre: Tercero N de créditos: 4 Horas presenciales: 64 Horas independientes: 32 Tipo de asignatura T TP X P Carácter asignatura O x E OP Prerrequisitos: Física Mecánica, Cálculo Diferencial Fecha de actualización: Julio 2016 Convenciones: T-Teórica, TP-Teórica Practica, P-Practica, O-Obligatoria, E-Electiva, OP-Optativa Justificación El universo físico es bastante extenso, y su estudio ha sido una constante a través de la evolución de la humanidad hasta los grandes avances científicos y tecnológicos que se ciernen en nuestros días. La asignatura Física Térmica presenta un acercamiento a los fenómenos ondulatorios, la mecánica de fluidos y los relacionados con la termodinámica, en busca de lograr una consolidación conceptual y procedimental sobre el comportamiento físico de la naturaleza y los diferentes fenómenos del mundo que se manifiestan como insumos de soporte en la formación del futuro ingeniero. Es así, como para el uso y tratamiento de materiales y procesos industriales es necesario tener un conocimiento elemental sobre parámetros físicos en tanto a sus propiedades, variabilidad o la manipulación de dichas propiedades, los procesos energéticos necesarios y accesibles en los diferentes intervenciones ingenieriles, que le permitan llevar a cabo su ejercicio profesional en condiciones óptimas y acordes con las necesidades del planeta en términos científicos tecnológicos y ambientales. Competencias Básicas Competencias del área Interpreta el lenguaje de la física (fenómenos, principios, teorías y leyes) a partir de la lectura de documentos científicos, para argumentar con coherencia de manera escrita y oral las leyes de la naturaleza. Desarrolla razonamientos físico-matemáticos a partir de análisis de gráficas, relación de variables, interpretación de situaciones prácticas o experimentales, para implementarlos en el desarrollo propio de la ingeniería. Valora positivamente la importancia de utilizar los razonamientos físico-matemáticos empleando el lenguaje, los conceptos, la abstracción y los modelos de la física, con la finalidad de desarrollar la actitud crítica y propositiva frente a la función del ingeniero en la sociedad. Competencias Genéricas Utiliza los conocimientos adquiridos de la física como herramienta para el análisis y solución de problemas en el campo de la ingeniería. Maneja adecuadamente las relaciones interpersonales a partir del trabajo en equipo y la autoregulación con el propósito de contribuir a su formación integral como ingeniero.

2 Apropia los conocimientos de la física, como ciencia inherente y fundamental en ingeniería, implementándolas en su formación para contribuir en el desarrollo de su perfil profesional innovador, propositivo, ético y de liderazgo. Relaciona los fenómenos físicos asociados con las ondas, los fluidos y la termodinámica, a partir de las Competencias específicas de la asignatura Cognitiva Praxitiva Actitudinal Desarrolla habilidades y destrezas de razonamientos físicos abordando e interpretando situaciones que requieren del conocimiento de los fenómenos ondulatorios, de fluidos y termodinámica para analizar y leyes y principios físicos en entornos específicos de la ingeniería. Analiza los resultados de las prácticas experimentales a la luz de los referentes teóricos que se abordan en el espacio académico, para contrastar los desarrollos teóricos y prácticos de la física. resolver situaciones experimentales y de la mundo real. Aplica adecuadamente los principios y leyes de la física a partir de la identificación de movimientos ondulatorios, establecimiento de las condiciones de equilibrio y movimiento de fluidos y la modelación de situaciones que requieren del principio de conservación de la energía en procesos termodinámicos, para resolver problemas de física que puedan tener implicaciones directas en el contexto de la ingeniería. ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS Y RECURSOS Promueve una formación ética y consciente a través del acercamiento a las implicaciones sociales y profesionales que los desarrollos en ingeniería conllevan para su futuro aporte integral como ingeniero en la sociedad y el medio ambiente. Desarrolla destrezas que permitan trabajar en equipo, planteando alternativas de solución a una problema y generando una conciencia reflexiva entorno al dialogo de saberes y la argumentación de propuestas, que le permitan respetar el disentir y la concertación de ideas a partir de argumentos técnicos y científicos. Refleja actitudes que le permitan adaptarse al cambio, para fortalecer habilidades con las que pueda enfrentarse a las necesidades específicas en un contexto social y profesional, a partir de un reconocimiento crítico y reflexivo del papel de la física en la ingeniería. La metodología está enmarcada en el modelo pedagógico de la Universidad Libre (autoestructurante). Desde esta perspectiva, se proponen actividades que propician la comunicación y el aprendizaje significativo de los conceptos y herramientas necesarias para la comprensión y solución de problemas asociados. En esta asignatura, además se proponen clases magistrales acompañadas de prácticas de laboratorio, que tienen como objetivo complementar los conocimientos y conceptos trabajados desde la discusión teórica, los estudiantes hacen una

3 lectura previa del tema y es presentado en clase. Se plantean trabajos extra clases de los tópicos a ver, junto con talleres y quices durante la clase. CONTENIDOS DE LA ASIGNATURA No EJE TEMÁTICO SUBTEMAS DESEMPEÑOS 1 Esfuerzo Esfuerzo normal Esfuerzo cortante Deformación longitudinal Deformación por cizalladura. Módulos elasticidad. de Dominan conceptos básicos esfuerzo normal cortante y deformación. Realizan cálculos de elasticidad y módulos de deformación 2 Movimiento Oscilatorio MAS Consideraciones energéticas del MAS Péndulo Simple Oscilaciones Amortiguadas Oscilaciones forzadas Reconoce y diferencia distintas clases de fenómenos ondulatorios Relaciona adecuadamente situaciones que involucran problemas oscilatorios en ingeniería Reconoce el MAS en diferentes sistemas físicos Plantea las consideraciones energéticas del MAS presentes en sistemas oscilatorios Identifica el Péndulo Físico como un tipo de sistema de movimiento oscilatorio Relaciona las Oscilaciones Amortiguadas con sistemas reales. Reconoce las oscilaciones forzadas como modelos de representación de sistemas complejos 3 Ondas Mecánicas Propagación de ondas Modelo de Onda Velocidad de onda en medios materiales Transferencia de energía en Mediante Ondas Identifica las propiedades de las ondas y su propagación de ondas Interpreta matemática y físicamente el modelo de Onda. Diferencia las propiedades físicas a tener en cuenta cuando se trabaja con velocidad de onda en medios materiales. Caracteriza la transferencia de energía mediante Ondas.

4 4 Estática de Fluidos Introducción a los fluidos Principio de Pascal Presión dentro de fluidos. Principio de Arquímedes 5 Dinámica de Fluidos Ecuación de continuidad Teorema de Bernouilli Aplicaciones de Bernouilli Viscosidad Ley de Stokes Numero de Reynolds Interpreta y aplica propiedades físicas de los fluidos en reposo. Identifica las principales unidades físicas de la mecánica de fluidos entre el sistema internacional de unidades y el sistema cegesimal de unidades. Reconoce las propiedades básicas de los fluidos. Aplica el principio de Pascal en problemas prácticos Resuelve problemas para calcular la presión dentro de fluidos. Comprende y aplica el Principio de Arquímedes en problemas prácticos. Utiliza razonamientos físicos y matemáticos para abordar situaciones con fluidos en movimiento. Plantea argumentos matemáticos para interpretar la Ecuación de continuidad. Maneja los conceptos necesarios para interpretar el planteamiento del Teorema de Bernoulli Utiliza las aplicaciones del Teorema de Bernoulli a situaciones de la física y la ingeniería. Identifica las propiedades relacionadas con la Viscosidad Plantea la Ley de Stokes en modelos experimentales y prácticos. Discute con argumentos las implicaciones en la turbulencia que tiene el Número de Reynolds. 6 Calor y Temperatura Conceptos Fundamentales Dilatación de sólidos y líquidos Calorimetría Identifica y aplica los conceptos físicos de los fenómenos relacionados con termodinámica para resolver problemas en contextos reales. Reconoce los conceptos Fundamentales relacionados con el calor y la temperatura. Aplica la Dilatación de sólidos y líquidos en problemas ingenieriles.

5 Mecanismos de Transferencia de calor Interpreta la calorimetría desde su conceptualización de la ley cero. Identifica los diferentes mecanismos y procesos de Transferencia de calor 7 Procesos Termodinámicos Trabajo en procesos Termodinámicos Primera Ley de la Termodinámica Aplicaciones en sistemas cerrados en gases ideales Observa y formula preguntas específicas sobre las aplicaciones de la física térmica. Relaciona y diferencia el trabajo en procesos Termodinámicos. Identifica los conceptos asociados a la Primera Ley de la Termodinámica. Realiza adecuadamente aplicaciones de la primera ley en sistemas cerrados. PRIMER CORTE Parcial 50% Laboratorio 20% Trabajo en clase 30% CRITERIOS DE EVALUACIÓN SEGUNDO CORTE Parcial 50% Laboratorio 20% Trabajo en clase 30% CORTE FINAL Examen final 50% Laboratorio 20% Trabajo en clase y/o prueba interna 30% Para las asignaturas cas el % de la práctica es del 20% FUENTES DE INFORMACIÓN O REFERENTES (DIGITALES E IMPRESOS) Textos Guía SEARS - ZEMANSKY - YOUNG FREEDMAN. Física Universitaria. Vol 1. Décima tercera Edición. Editorial Addison Wesley Longman. México SERWAY y JEWETT. Física Para ciencias e ingenierías Vol 1. México. Editorial Thomson sexta edición.

6 Douglas G Giancoli. Fisica principios con aplicaciones, cuarta edición, Editorial Prentice Hall TIPLER PAUL A. Physics for scientists and engineers fourth edition. Witfreeman and company / worthpublishers. New York Textos Complementarios Resnick Robert y Halliday David. Física I 5a edicion Ed. CECSA Lea Susan y Burke John. Física la Naturaleza de las Cosas. Volumen I. Ed. International Thomson Editores Giancoli. Física: Principios y Aplicaciones. Ed Prentice Hall. Mexico 2010 Bases de Datos - Biblioteca de la Universidad Libre - Redalyc - ScienceDirect - Scielo - Scopus Webgrafía García, Ángel Franco.: Física con ordenador. Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Industrial de Eibar Jeferson J. Arenzon. FIS 181. Laboratorio Interactivo Fu-KwunHwang. Virtual PhysicsLaboratory