UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL Y DE SISTEMAS DEPARTAMENTO ACADEMICO DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL SÍLABO

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1 UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL Y DE SISTEMAS DEPARTAMENTO ACADEMICO DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL SÍLABO ASIGNATURA: TERMODINAMICA CÓDIGO: 3A DATOS GENERALES 1.1. Departamento Académico : Ingeniería Agroindustrial 1.2. Escuela Profesional : Ingeniería Agroindustrial 1.3. Especialidad : Ingeniería Agroindustrial 1.4. Nombre de la Carrera : Ingeniería Agroindustrial 1.5. Ciclo de Estudios : V 1.6. Créditos : Área de la Asignatura : Básica 1.8. Condición : Obligatorio 1.9 Horas de Clase Semanal : 4 horas Teoría (2) Práctica (2) 1.10 Horas de Clase Total : 68 horas 1.11 Profesor Responsable : MSc. Ing. Ali Epifanio Díaz Cama 1.12 Año Lectivo Académico : I 2. SUMILLA La asignatura es teórico-practica y proporciona los conocimientos referentes a conceptos fundamentales, la primera ley de la termodinámica, la segunda ley de la termodinámica, propiedades de los líquidos y los gases, los gases ideales, mezclas de gases ideales, ciclos de potencia, refrigeración, transferencia de calor. 3. OBJETIVOS GENERALES Al terminar el curso el alumno debe ser capaz de: Conocer los conceptos clásicos de la Termodinámica, la descripción de la materia macroscópica y derivación de sus propiedades en términos de conceptos estadísticos aplicados a sus constituyentes microscópicos. Conocer y establecer diferencias entre gases reales e ideales y explicar sus propiedades macroscópicas observables según sus leyes. Aplicar la primera ley de la termodinámica a procesos básicos de transformación de energía. Interpretar los diferentes cambios de estado en términos de generación de entropía y establecer la segunda y tercera ley de la termodinámica. Entender cómo se transforma y como se utiliza la energía en distintas aplicaciones de Ingeniería: transporte, calefacción, refrigeración. Interpretar el manejo de las propiedades termodinámicas de los fluidos y ELV a partir de ecuaciones cúbicas de estado para mezclas

2 4. APORTES DE LA ASIGNATURA AL PERFIL PROFESIONAL: Que el futuro profesional conozca en la termodinámica los equipos utilizados en las industrias alimentarias especializadas en procesamiento de alimentos Que el futuro profesional conozca el estado de desarrollo y modernización de las industrias nacionales. Que el futuro profesional pueda insertarse en la industria e interrelacionarse con otros profesionales sin dificultad alguna. 5. ORGANIZACIÓN DE LA ASIGNATURA UNIDAD Nª DENOMINACION Nª DE HORAS 1 Introducción 8 2 Primera ley de la termodinámica 8 3 Propiedades Volumétricas de líquidos y gases 8 4 Practica-Examen- 1er Parcial 4 5 Segunda ley de la termodinámica 8 6 Ciclos de potencia y refrigeración 8 7 Mezclas de gases ideales y reales 8 8 Transferencia de calor 8 9 Práctica-Examen Final 4 10 EXAMENES PARCIAL/FINAL/SUSTITUTORIO 4 TOTAL DE HORAS PROGRAMACIÒN POR UNIDADES DE APRENDIZAJE 6.1. UNIDAD 01: INTRODUCCIÓN PRIMERA SEMANA Introducción a la Termodinámica: conceptos Sistema termodinámico y volumen de control: estado de un sistema y sus transformaciones, transformaciones reversibles e irreversibles, equilibrio termodinámico, reversibilidad, volumen de control, superficie de control Descripción de un proceso termodinámico SEGUNDA SEMANA Descripción de un ciclo termodinámico Unidades de fuerza, Presión, Energía y Potencia Propiedades de una sustancia pura. Al pasar esta unidad, el alumno será capaz de caracterizar e ilustrar un sistema termodinámico, un ciclo, un proceso; así como también correlacionar los sistemas de unidades. Práctica calificada dirigida

3 Smith, Van Ness y Abbott (1996), Introducción a la termodinámica en Ingeniería Díaz, A: Apuntes de Termodinámica, UNFV, Lima-Perú, UNIDAD 02: PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA TERCERA SEMANA Experimento de Joule Energía interna Primera ley de la termodinámica para sistemas cerrados Estado termodinámico y las funciones de estado Entalpía CUARTA SEMANA Procesos termodinámicos con gases ideales y reales: Procesos a volumen constante, Procesos a presión constante, capacidad calorífica a volumen constante y presión constante, procesos a temperatura constante Casos particulares de trabajos, procesos adiabáticos reversibles. Procesos politrópicos Primera ley de la termodinámica para sistemas abiertos: Principio de conservación de masa. Primera ley de la termodinámica para un volumen de control Problemas aplicativos Después de esta unidad el alumno podrá caracterizar los diferentes sistemas termodinámicos y volúmenes de control, en función de las leyes de la termodinámica. Resolución de problemas aplicativos Práctica calificada dirigida Smith, Van Ness y Abbott (1996), Introducción a la termodinámica en Ingeniería Díaz, A: Apuntes de Termodinámica, UNFV, Lima-Perú, 2010 Pérez. S: Para aprender Termodinámica resolviendo problemas 6.3. UNIDAD 03: PROPIEDADES VOLUMÉTRICAS DE LOS LIQUIDOS Y GASES QUINTASEMANA Relación PVT de líquidos y gases: Diagramas PT y PV Ecuación virial: formas truncadas, el gas ideal, aplicaciones de ecuaciones virales. SEXTA SEMANA Ecuaciones cúbicas de estado: Ecuación de Van der Waals, Ecuación de Redlich-Kwong, Ecuación de Soave, Ecuación de Peng Robinson Después de esta unidad el alumno podrá diferenciar el comportamiento PVT de líquidos y gases. Resolución de problemas aplicativos Práctica calificada dirigida

4 Smith, Van Ness y Abbott (1996), Introducción a la termodinámica en Ingeniería Díaz, A: Apuntes de Termodinámica, UNFV, Lima-Perú, SEPTIMA SEMANA Denominación : Primer examen Denominación : Primer examen práctico 6.5. UNIDAD 04: SEGUNDA Y TERCERA LEY DE LA TERMODINÁMICA OCTAVA SEMANA Introducción Enunciados de la segunda ley Máquinas térmicas Temperatura termodinámica y la escala de gas ideal Entropía Cambios de Entropía de un gas ideal. NOVENA SEMANA Cambios de Entropía de gases reales Tercera ley de la termodinámica Entalpía y entropía como funciones de T y P La energía interna y la entropía como funciones de T y V Propiedades termodinámicas de los fluidos: Relaciones entre propiedades para fases homogéneas, Ecuaciones fundamentales de la termodinámica, relaciones de Maxwell. Después de esta unidad el alumno estará en la capacidad de identificar la entropía, y la segunda ley de la termodinámica para un volumen de control y relacionar las ecuaciones fundamentales de la termodinámica. Resolución de problemas aplicativos Práctica calificada dirigida Smith, Van Ness y Abbott (1996), Introducción a la termodinámica en Ingeniería Díaz, A: Apuntes de Termodinámica, UNFV, Lima-Perú, 2010 Pérez. S: Para aprender Termodinámica resolviendo problemas 6.6. UNIDAD 05: CICLOS DE POTENCIA Y REFRIGERACIÓN DÉCIMA SEMANA Introducción Ciclos de Potencia de vapor DÉCIMA PRIMERA SEMANA Ciclos de Refrigeración: Refrigerador de Carnot, ciclo de compresión de vapor Después de esta unidad el estudiante estará capacitado para identificar los diferentes ciclos de fuerza y refrigeración que son de aplicación industrial.

5 Resolución de problemas aplicativos Práctica calificada dirigida Smith, Van Ness y Abbott (1996), Introducción a la termodinámica en Ingeniería Díaz, A: Apuntes de Termodinámica, UNFV, Lima-Perú, 2010 José W. Vásquez. Termodinámica 6.7. UNIDAD 06: MEZCLAS DE GASES IDEALES Y REALES DÉCIMA SEGUNDA SEMANA Introducción Primera ley aplicada a mezclas gas-vapor DÉCIMA TERCERA SEMANA Ecuaciones de estado y estado pseudocritico para mezclas Fugacidad y coeficiente de fugacidad: especies puras, Fugacidad para mezclas Conocer el comportamiento PVT de los gases ideales y reales para mezclas y su aplicación con la primera ley. Resolución de problemas aplicativos Práctica calificada dirigida Smith, Van Ness y Abbott (1996), Introducción a la termodinámica en Ingeniería Díaz, A: Apuntes de Termodinámica, UNFV, Lima-Perú, 2010 Gordón J. Van Wylen. Fundamentos de termodinámica, segunda edición, edit Limusa 6.8. UNIDAD 07: CONCEPTOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR DÉCIMA CUARTA SEMANA Antecedentes Transferencia de Calor: Ley de Fourier de la conducción de calor, Ley de Newton de la convección de calor, coeficiente global de transferencia de calor. DÉCIMA QUINTA SEMANA Transferencia de calor de estado no estacionario Conocer los conceptos de transferencia de calor y su importancia en el procesamiento de alimentos. Resolución de problemas aplicativos Práctica calificada dirigida Sharma, Mulvaney, Rizvi: Ingeniería de Alimentos, edit Limusa, México Díaz, A: Apuntes de Termodinámica, UNFV, Lima-Perú, 2010

6 Gordón J. Van Wylen. Fundamentos de termodinámica, segunda edición, edit Limusa 6.9. DÉCIMA SEXTA SEMANA Denominación : Examen final Denominación : Examen práctico final DECIMA SEPTIMA SEMANA Diecisieteava Sesión Denominación : Examen Sustitutorio Denominación : Examen de aplazados. 7. ESTRATEGIAS METODOLÒGÍCAS 7.1. Métodos Clases magistrales de tipo expositivo usando la pizarra, retroproyector y proyector multimedia, dando énfasis a la conceptualización, diálogo y discusión, enseñanza en grupo. Exposiciones, clases prácticas, seminarios 7.2. Técnicas En las clases magistrales y exposiciones el profesor expondrá los fundamentos básicos de los tópicos mencionados. Se buscara la participación activa de los alumnos en tales exposiciones. En los seminarios los estudiantes expondrán los aspectos específicos propuestos por el docente, profundizándose en el análisis de dichos contenidos. Las clases prácticas estarán dirigidas al desarrollo de habilidades en el trabajo independiente de los estudiantes, para lo cual se desarrollaran problemas, ejercicios y ejemplos sobre los temas tratados Medios didácticos Retroproyector Pizarra acrílica Proyector multimedia 8. MEDIO DIDACTICO 8.1 TECNICAS Se utilizaran las siguientes técnicas: Clases magistrales expositivas. Exposición de temas específicos por los alumnos. Clases prácticas. Videos. 8.2 INSTRUMENTOS Los instrumentos a utilizar son: Computadora. Bibliografía sobre los temas a tratar en la biblioteca de la facultad. Internet. Retroproyector de la facultad. Televisor y videograbador de la facultad.

7 8.3 ASPECTOS Para las clases magistrales expositivas se utilizaran la pizarra acrílica, el proyector multimedia, y el retroproyector. Para la exposición de los temas señalados por los alumnos se cuenta con la pizarra acrílica y el retroproyector. Para las clases prácticas se cuenta con la pizarra acrílica y el laboratorio. 9. EVALUACION La evaluación de la asignatura será permanente y consistirá en la evaluación de cada tópico durante el desarrollo de la asignatura. Las técnicas a utilizarse serán: Evaluaciones escritas. Exposiciones sobre un tema especifico del curso y practicas calificadas. Se tomaran dos exámenes escritos que abarcaran las siguientes unidades: Primer examen escrito: Unidades I, II y III. Segundo examen escrito: Unidades IV, V, VI y VII. En cuanto a los seminarios se evaluaran mediante un trabajo de exposición sobre un tema propuesto por el profesor. Las clases prácticas serán evaluadas por el profesor encargado de las prácticas. Para la obtención de la nota final se consideraran las siguientes evaluaciones: Promedio de los dos exámenes escritos (60%) Practicas calificadas (40%) La obtención del promedio final será NF 0,60 ( PE) 0,4 ( PC) La nota final aprobatoria será de Once (11). El sistema de calificación será el vigesimal, de cero (0) a veinte (20). Las fracciones de 0,5 o más se redondearan al entero inmediato superior. 10. BIBLIOGRAFÍA Smith, Van Ness y Abbott (1996), Introducción a la termodinámica en Ingeniería Díaz, A: Apuntes de Termodinámica, UNFV, Lima-Perú, 2010 Pérez. S: Para aprender Termodinámica resolviendo problemas Gordón J. Van Wylen. Fundamentos de termodinámica, segunda edición, edit Limusa Sharma, Mulvaney, Rizvi: Ingeniería de Alimentos, edit Limusa, México José W. Vásquez. Termodinámica MSc. Ing. Ali Epifanio Díaz Cama Docente Responsable Mag. Ing, Pedro Alvarado Ignacio Jefe de Departamento Académico Ingeniería Agroindustrial