Sílabo de Termodinámica

Transcripción

1 Sílabo de Termodinámica I. Datos generales Código ASUC Carácter Obligatorio Créditos 4 Periodo académico 2017 Prerrequisito Ninguno Horas Teóricas 2 Prácticas 4 II. Sumilla de la asignatura La asignatura corresponde al área de estudios específicos, es de naturaleza teórico-práctica. Tiene como propósito desarrollar en el estudiante la capacidad de reconocer e interpretar los principios de la termodinámica para aplicarlos en un contexto real. La asignatura contiene: Energía y la primera ley de la termodinámica. Evaluación de propiedades con consideraciones generales. Evaluación de propiedades utilizando el modelo de gas ideal. Análisis del volumen de control. Segunda ley de la termodinámica. Uso de la entropía. Análisis de la energía. Sistemas de potencia de vapor. Sistemas de potencia de gas. Refrigeración y bombas de calor. Relaciones termodinámicas. Mezclas de gas de ideal. Reacciones de mezclas y combustión. III. asignatura Al finalizar la asignatura, el estudiante será capaz de interpretar las leyes, las propiedades termodinámicas de las sustancias de trabajo y las diferentes formas de energía que se presentan en los aparatos y sistemas energéticos para el funcionamiento de las plantas térmicas más usuales. La presente asignatura contribuye al logro del l Estudiante: (a) Capacidad de aplicar conocimientos de matemáticas, ciencias e ingeniería para lograr los objetivos deseados.

2 IV. Organización de aprendizajes Unidad I Introducción, definiciones fundamentales y sustancia pura Duración en horas Al finalizar la, el estudiante será capaz de identificar los diferentes comportamientos y las propiedades termodinámicas de los gases ideales y las sustancias puras. Introducción. Termodinámica definición, importancia y transferencia de la energía en la sociedad. Definiciones Fundamentales. conceptos de sistema, masa de control y volumen de control, equilibrio termodinámico, estado, proceso, ciclo y Ley cero de la termodinámica. Reconoce los Muestra el interés por la conceptos básicos de la asignatura de Termodinámica y los termodinámica como comportamientos de la parte de su formación energía profesional. Sustancia Pura y Gases. Definición fases, propiedades mezclas liquido vapor, Diagramas p-v, T-v, p-t y superficie termodinámica. Gas Ideal y Real definición y ecuaciones de estado y propiedades, procesos, diagramas p-v, T-v, p-t y de factor de comprensibilidad. Identifica las propiedades en tablas y diagramas de las sustancias puras y gases. Resuelve problemas usando las técnicas, métodos y herramientas de la ingeniería. Rúbrica de perfil de proyecto de investigación

3 Unidad II Trabajo, calor y primera ley de a termodinámica Duració n en horas Al finalizar la, el estudiante será capaz de analizar la energía en sistemas cerrados y abiertos, aplicando la primera ley de la termodinámica para una masa de control y un volumen de control. TRABAJO Y CALOR: Define el calor y al Asume la Definición, caracterizas signos y es, trabajo como una puntualidad, trabajo en cambio de volumen: Análisis en forma de energía que orden y los procesos termodinámicos y su se da por cambio de responsabilidad representación en el diagrama p-v. temperatura y por por los proyectos PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA MASA cambio de volumen. y trabajos DE CONTROL VAPOR DE AGUA Identifica las diferentes realizados. Enunciado. Primera ley aplicada a un ciclo formas de energía, para na masa de control (sistema cerrado). fundamentalmente Energía interna, entalpía. Cambio de la trabajo y calor, energía interna y de la entalpía para para el uso apropiado sustancia pura (vapor de agua). de la primera ley de la PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA MASA Termodinámica en DE CONTROL GAS IDEAL. Enunciado. Primera diferentes sistemas ley aplicada a un ciclo para na masa de termodinámicos. control (sistema cerrado). Energía interna, entalpía. Calores específicos. Para un gas ideal. PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA EN ANALISIS DE VOLUMEN DE CONTROL PARA UN FEES. Primera ley en procesos no estacionarios reversibles (proceso de Flujo Estables y Estado Uniforme-FEUS) Rúbrica de avance de proyecto de investigación

4 Unidad III Segunda ley de la termodinámica-uso de entropía y ciclos de potencia a vapor y a gas Duració n en horas Al finalizar la, el estudiante será capaz de analizar la segunda ley de la Termodinámica en los diferentes procesos de los ciclos Rankine y Joule- Brayton considerando sus principales componentes. MAQUINAS TERMICAS, REFRIGERADORAS Y Analiza y Reconoce la CALEFACTORA. determina las importancia del Definición, Enunciados de la Segunda Ley: eficiencias en trabajo grupal y Kelvin Plank y Clausius máquinas térmicas se integra y Factores de irreversibilidad. y calcula el participa en Ciclo de Carnot: principios, eficiencia. coeficiente de forma efectiva en Corolarios. Ciclo de Carnot invertido: performance en equipos coeficiente de performance. Desigualdad de Clausius máquinas refrigeradores calefactores. y multidisciplinarios de trabajo. USO DE LA ENTROPÍA Análisis en procesos reversibles e irreversibles. Principio del incremento de entropía del universo. Cambio de entropía: sustancia pura y Conceptualiza entropía comprende la y el gases ideales. Diagrama T-s: Análisis de desorden procesos adiabáticos: rendimiento adiabático. molecular lo cual SISTEMA DE POTENCIA DE VAPOR CICLO cuantifica para RANKINE (PLANTA CON TURBINA A VAPOR) Ciclo Rankine: descripción, componentes, eficiencia, resolver problemas que involucran con parámetros característicos. Ciclo real: la entropía. eficiencia y aplicaciones. SISTEMA DE POTENCIA DE GAS CICLO JOULE- BRAYTON (PLANTA CON TURBINA A GAS) Ciclo Joule-Brayton: descripción, componentes, eficiencia, parámetros característicos. Ciclo real: eficiencia. Aplicaciones. Describe y analiza los ciclos Rankine, Brayton identificando componentes. sus Rúbrica de avance de proyecto de investigación

5 Unidad IV Ciclos teóricos de motores de combustión interna-ciclos de refrigeración y mezcla gas vapor Duración en horas Al finalizar la, el estudiante será capaz de aplicar las propiedades de la mezcla gas-vapor en la solución de problemas reales. CICLOS TEÓRICOS DE MOTORES DE COMBUSTION INTERNA Ciclos estándares de aire (Otto, Diesel y Dual): descripción, parámetros característicos, eficiencia, diagrama p-v. REFRIGERACIÓN Y BOMBAS DE CALOR Refrigerante. Sistemas de refrigeración. Refrigeración por compresión de vapor: descripción, componentes, coeficiente de performance, diagrama p-h. Aplicaciones. MEZCLA DE GAS IDEAL-VAPOR Mezcla de gases ideales no reactivas. Ley de Dalton y de Amagat. Aire húmedo: generalidades. Humedad relativa, humedad absoluta, punto de rocío. Proceso de saturación adiabática. Temperaturas de bulbo seco y de bulbo húmedo. Volumen específico y entalpía específica del aire húmedo. Carta psicrométrica REACCIONES DE MEZCLA Y COMBUSTION Y VIAJE DE ESTUDIOS A UNA CENTRAL TERMICA. Para reforzar las es teóricas y didácticas del curso se complementa con un viaje de estudios identifica los ciclos de motores de combustión interna y los ciclo de refrigeración. Analiza los ciclos Otto, Diesel y Dual, el ciclo de Refrigeración por compresión de vapor; considerando sus componentes principales, propiedades del aire de húmedo en los procesos básicos que se representan en la carta psicrométrica Rúbrica de informe final del proyecto de investigación. Considera la importancia de la perseverancia y mejora del medio ambiente en el desarrollo de sus actividades profesionales asumiendo una cultura ambiental. V. Metodología

6 Durante el desarrollo de la asignatura se aplicarán métodos pertinentes a la naturaleza de cada sesión de aprendizaje: El Método expositivo/lección Magistral. Estudio de Casos. Aprendizaje basado en problemas. Aprendizaje orientado a proyectos y el aprendizaje cooperativo. Se desarrollarán modalidades de Clases teóricas, seminario-taller, clases prácticas, estudio y trabajo en equipo e individual. Se utilizarán medios y materiales educativos adecuados para cada sesión con énfasis en aquellos que permitan el desarrollo de experiencias planificadas: Multimedia. Y se realizará un viaje de estudios en la cuarta, para enlazar la teoría con la práctica en caso de ciclos de potencia. VI. Evaluación VI.1. Modalidad presencial y semipresencial Rubros Comprende Instrumentos Peso Evaluación de entrada Consolidado 1 Prerrequisitos o conocimientos de la asignatura Unidad I Unidad II Prueba objetiva Prueba de desarrollo Rúbrica de avance de proyectos de investigación Requisito Evaluación Unidad I y II parcial Prueba de desarrollo Unidad III Prueba de desarrollo Consolidado 2 Unidad IV Rúbrica de informe final de proyecto de investigación Evaluación final Todas las es Prueba de desarrollo 40% Evaluación de Todas las es recuperación (*) Prueba de desarrollo (*) Reemplaza la nota más baja obtenida en los rubros anteriores

7 VI.2. Modalidad a distancia Rubros Comprende Instrumentos Peso Evaluación de entrada Prerrequisito Prueba objetiva Requisito Consolidado 1 Unidad I Prueba de desarrollo Evaluación parcial Unidad I y II Prueba de desarrollo Consolidado 2 Unidad III Prueba de desarrollo Evaluación final Todas las es Prueba de desarrollo 40% Evaluación de Todas las es Prueba de desarrollo recuperación (*) (*) Reemplaza la nota más baja obtenida en los rubros anteriores Fórmula para obtener el promedio: PF = C1 () + EP () + C2 () + EF (40%) 2017.