UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE ZACATECAS Francisco García Salinas UNIDAD ACADÉMICA DE CIENCIAS QUÍMICAS Químico Farmacéutico Biólogo

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1 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE ZACATECAS Francisco García Salinas UNIDAD ACADÉMICA DE CIENCIAS QUÍMICAS Químico Farmacéutico Biólogo

2 JUNIO 2010 PROGRAMA: QUÍMICO FARMACEÚTICO BIÓLOGO PROPUESTA ELABORADA POR: M. en E. Mariano Parga Aguilar

3 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE ZACATECAS Francisco García Salinas Área de Ciencias de la Salud Unidad Académica de Ciencias Químicas PROGRAMA DE LA ASIGNATURA Fisicoquímica 1 (Termodinámica) PRESENTACIÓN DEL PROGRAMA. El estudio y análisis de las propiedades de un sistema, es parte esencial para comprender el comportamiento de la materia y la energía. Para lograr lo anterior, se inicia por el estudio de los conceptos necesarios para el análisis termodinámico de sistemas y la ley cero de la termodinámica, en seguida se aborda el estudio de los gases. En la tercera parte se hace hincapié en la primera ley de la termodinámica y en los conceptos de energía y sus formas de transferencia así como en la aplicación de dicha ley a casos diversos, entre ellos las reacciones químicas. En la cuarta parte del programa se tratan la segunda y tercera leyes de la termodinámica y los conceptos que éstas implican. Ubicación Precedente, Horizontales y Consecuentes OBJETIVO DEL PROGRAMA. Entender los conceptos básicos de la termodinámica y aplicarlos para investigar la relación entre la materia y la energía en fenómenos físicos, químicos. OBJETIVOS PARTICULARES UNIDAD TEMÁTICA UNIDAD I: Introducción a la termodinámica. UNIDAD II: Estado Gaseoso UNIDAD III: Primera ley de la termodinámica UNIDAD IV: OBJETIVO Investigar y familiarizarse con el lenguaje y los conceptos de la termodinámica. Analizar las propiedades de estado y sus las relaciones entre ellas. Investigar los conceptos de energía, sus propiedades, formas de transferencia y transformación y las relaciones que las rigen. Investigar los conceptos

4 Segunda y Tercera Leyes de la Termodinámica. termodinámicos necesarios para prever el sentido de los procesos químicos y la eficiencia del uso de la energía de procesos.

5 CONTENIDO POR UNIDADES TEMÁTICAS UNIDAD I INTRODUCCIÓN LA TERMODINÁMICA 1.1 Fisicoquímica Disciplinas que la integran y campo de aplicación 1.2 Termodinámica Objeto de estudio y subdivisión Generalidades de las leyes termodinámicas El lenguaje termodinámico Dimensiones y unidades 1.3 Ley cero de la termodinámica EXAMEN 1 UNIDAD 2 ESTADO GAS 2.1 Leyes Empíricas Boyle, Charles y Avogadro. 2.2 Gas ideal Propiedades Ecuación de estado 2.3 Gases reales Ecuación de van der Waals Otras ecuaciones de estado. EXAMEN 2 UNIDAD 3 LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA 3.1 La concepción clásica de la energía 3.2 El trabajo Termodinámico Tipos de trabajo Cantidades máximas y mínimas de trabajo Transformaciones reversibles e irreversibles 3.3 El concepto de calor El experimento de Joule 3.4. Balances de energía en sistemas termodinámicos 3.5 Ecuaciones generales de estado para la energía interna y la entalpía 3.6 Casos específicos de cambios energéticos y propiedades de sistema 3.7 Diagramas termodinámicos y tablas de propiedades de sustancias puras

6 3.8 Aplicación de la primera ley a las reacciones químicas 3.9 Introducción a la conservación de la energía en sistemas abiertos EXAMEN 3 UNIDAD 4 SEGUNDA Y TERCERA LEYES DE LA TERMODINÁMICA 4.1 Conceptos generales 4.2 Máquinas térmicas 4.3 Escala termodinámica de temperatura 4.4 Definición matemática de entalpía y desigualdad de Clausius 4.5 Procesos reversibles e irreversibles y segunda ley 4.6 Variaciones de la entropía para casos específicos 4.7 Consecuencias de la segunda ley 4.8 El creo absoluto y la tercera ley 4.9 Cambio de entropía en reacciones químicas EXAMEN 4 UNIDAD V EQUILIBRIO QUÍMICO 5.1 Condiciones generales para el equilibrio y procesos espontáneos 5.2 Criterios de equilibrio y ecuaciones termodinámicas fundamentales 5.3 Vinculación entre la primera y segunda leyes de la termodinámica 5.4 Relaciones de Maxwell 5.5 Condiciones de equilibrio más usadas en los procesos químicos

7 RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES UNA POR CADA SESIÓN, SE AJUSTARAN SEGÚN EL SEMESTRE UDI: Docente: Número Total de Sesiones: 40 Objetivo: Sesión Actual: 1-2/40 Fecha: 9-13 DE AGOSTO 2010 Unidad Temática: 1. Tema INTRODUCCIÓN A LA TERMODINÁMICA Fisicoquímica Disciplinas que la integran y campo de aplicación Termodinámica Objeto de estudio y subdivisión Generalidades de las leyes termodinámicas El lenguaje termodinámico Dimensiones y unidades Ley cero de la termodinámica EXAMEN 1 Tiempo estimado/h Actividades de Enseñanza-Aprendizaje sugeridas (Métodos y técnicas) 4 Exposición de presentación del tema Indicación del alcance de la teoría del tema y aplicaciones Desarrollo de ejemplos de resolución de problemas Tareas para exposición Tareas para resolución de problemas Examen Recursos didácticos (Medios y materiales) Cuadros conceptuales, Exposiciones electrónicas Mesas redondas Cuadernillo de problemas

8 Sesión Actual: 3-6/40 Fecha: Y DE AGOSTO DE 2010 Unidad Temática: 2. Tema Tiempo estimado/h Actividades de Enseñanza-Aprendizaje sugeridas (Métodos y técnicas) ESTADO GAS 8 Exposición de presentación del tema Indicación del alcance de la teoría del tema y Leyes Empíricas Boyle, Charles y Avogadro. Gas ideal Propiedades Ecuación de estado Gases reales Ecuación de van der Waals Otras ecuaciones de estado. EXAMEN 2 aplicaciones Desarrollo de ejemplos de resolución de problemas Tareas para exposición Tareas para resolución de problemas Examen Recursos didácticos (Medios y materiales) Cuadros conceptuales, Exposiciones electrónicas Mesas redondas Cuadernillo de problemas

9 Sesión Actual: 7-18/40 Fecha: AGOSTO; 6-10, 13,14,17, 20-24, SEPTIEMBRE; 1, 4-8 OCTUBRE Unidad Temática: 3. Tema LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA La concepción clásica de la energía El trabajo Termodinámico Tipos de trabajo Cantidades máximas y mínimas de trabajo Transformaciones reversibles e irreversibles El concepto de calor El experimento de Joule Balances de energía en sistemas termodinámicos Ecuaciones generales de estado para la energía interna y la entalpía Casos específicos de cambios energéticos y propiedades de sistema Diagramas termodinámicos y tablas de propiedades de sustancias puras Aplicación de la primera ley a las reacciones químicas Introducción a la conservación de la energía en sistemas abiertos EXAMEN 3 Tiempo estimado/h Actividades de Enseñanza-Aprendizaje sugeridas (Métodos y técnicas) 24 Exposición de presentación del tema Indicación del alcance de la teoría del tema y aplicaciones Desarrollo de ejemplos de resolución de problemas Tareas para exposición Tareas para resolución de problemas Examen Recursos didácticos (Medios y materiales) Cuadros conceptuales, Exposiciones electrónicas Mesas redondas Cuadernillo de problemas

10 Sesión Actual: 19-30/40 Fecha: 11-15, 18-22, OCTUBRE; 1, 3-5, 8-12, NOVIEMBRE. Unidad Temática: 4. Tema SEGUNDA Y TERCERA LEYES DE LA TERMODINÁMICA Condiciones generales para el equilibrio y procesos espontáneos Criterios de equilibrio y ecuaciones termodinámicas fundamentales Vinculación entre la primera y segunda leyes de la termodinámica Relaciones de Maxwell Condiciones de equilibrio más usadas en los procesos químicos Tiempo estimado/h Actividades de Enseñanza-Aprendizaje sugeridas (Métodos y técnicas) 24 Exposición de presentación del tema Indicación del alcance de la teoría del tema y aplicaciones Desarrollo de ejemplos de resolución de problemas Tareas para exposición Tareas para resolución de problemas Examen Recursos didácticos (Medios y materiales) Cuadros conceptuales, Exposiciones electrónicas Mesas redondas Cuadernillo de problemas Observaciones: LAS 10 SESIONES FALTANTES SE REALIZARÁN EN FUERA DE HORARIOS ESTABLECIDOS DURANTE EL SEMESTRE PARA EL DESARROLLO DE TALLERES DE RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS

11 CRITERIOS DE EVALUACIÓN PONDERACIÓN/% EXÁMENES 60 PARTICIPACIÓN 20 TAREAS 10 PORTAFOLIO 5 OTRO 5 BIBLIOGRAFÍA BÁSICA Castellan G. W. Fisicoquímica 2da ed. Adsiso Wesley Iberoamericana, Massachutsetts EU 1987 Levine I. N. Fisicoquímica 5ª Ed. McGraw Hill, USA, 1990 Laidler K. J. y Meiser J. H. Fisicoquímica CECSA, México, 1999 BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA Wark K. Termodinámica 6ª Ed. McGraw Hill, USA 2001 Atkins P. Physical Chemestry 6th Ed. Freeman NY, 1998 Perfil del docente que impartirá las actividades académicas. En el caso de actividades teórico prácticas, debe incluirse el programa de prácticas, desglosado por sesiones, el cual deberá contener: a) Nombre de la práctica b) Tiempo de duración c) Objetivos d) Materiales y Métodos e) Bibliografía f) Mecanismo de evaluación g) Medidas de seguridad y salud ocupacional h) Disposición de desechos químicos, físicos y biológicos.