INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA NACIONAL DE CIENCIAS BIOLÓGICAS INGENIERÍA EN SISTEMAS AMBIENTALES

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1 NSTTUTO POLTÉCNCO NACONAL ESCUELA NACONAL DE CENCAS BOLÓGCAS NGENERÍA EN SSS AMBENTALES HORAS DE TEORÍA 5 ASGNATURA TERMODNÁMCA BÁSCA HORAS DE PRÁCTCA 4 SEMESTRE 3 CRÉDTOS 14 OBJETVO: EL ESTUDANTE MANEJARÁ CORRECTAMENTE LA TERMNOLOGÍA USUAL DEL LENGUAJE FSCOQUÍMCO Y A TRAVÉS DEL ESTUDO DE LOS FUNDAMENTOS TERMODNÁMCOS, EL ESTUDANTE EXPLCARÁ LAS TRANSFORMACONES ENERGÉTCAS QUE OCURREN EN SSS MACROSCÓPCOS. UNDAD TEMÁTCA UNDAD TEMÁTCA / UNDAD DDÁCTCA NTRODUCCÓN AL CURSO Y COMPORTAMENTO DE LOS GASES DEALES COMPORTAMENTO DE LOS GASES REALES PRMERA LEY DE LA TERMODNÁMCA Y TERMOQUÍMCA UNDADES TEMÁTCAS PRESENTACÓN DEL CURSO (DEFNCÓN Y DESARROLLO HSTÓRCO). LENGUAJE TERMODNÁMCO (SS, FRONTERA, ALREDEDORES, VARABLES DE ESTADO, ETC.). PARÁMETROS FUNDAMENTALES EN SSS HDROSTÁTCOS NO REACTVOS CERRADOS (PRESÓN, VOLUMEN, TEMPERATURA). ESTADOS DE AGREGACÓN DE LA MATERA. CARACTERÍSTCAS GENERALES Y PROPEDADES. LOS GASES Y SU MPORTANCA EN LA TERMODNÁMCA. GASES DEALES. GASES REALES. CARACTERÍSTCAS Y COMPORTAMENTO DE UN GAS REAL. ECUACÓN DE VAN DER WAALS. OTROS MODELOS MATEMÁTCOS QUE DESCRBEN EL COMPORTAMENTO DE LOS GASES REALES: BERTHELOT, DETERRC, ETC. COEFCENTE DE COMPRESBLDAD Z. COEFCENTE DE FUGACDAD. PRMERA LEY DE LA TERMODNÁMCA. TPOS DE NTERACCONES ENERGÉTCAS EN SSS HDROSTÁTCOS NO REACTVOS, MECÁNCAS Y CALÓRCAS. LEY CERO DE LA TERMODNÁMCA (LEY EMPÍRCA). DFERENCA ENTRE TEMPERATURA Y CALOR. TRABAJO MECÁNCO VOLUMÉTRCO. ENERGÍA NTERNA. CONCEPTO MCROSCÓPCO Y MACROSCÓPCO.

2 NSTTUTO POLTÉCNCO NACONAL ESCUELA NACONAL DE CENCAS BOLÓGCAS NGENERÍA EN SSS AMBENTALES UNDAD TEMÁTCA V UNDAD TEMÁTCA / UNDAD DDÁCTCA SEGUNDA LEY DE LA TERMODNÁMCA Y CCLOS TERMODNÁMCOS UNDADES TEMÁTCAS PRMERA LEY DE LA TERMODNÁMCA COMO BALANCE DE ENERGÍA PARA SSS HDROSTÁTCOS CERRADOS. PRMERA LEY DE LA TERMODNÁMCA COMO BALANCE DE ENERGÍA PARA SSS REACTVOS. TRABAJO ÚTL (REACCONES QUÍMCAS). CAPACDADES CALORÍFCAS A VOLUMEN CONSTANTE PARA DFERENTES SUSTANCAS. CAPACDADES CALORÍFCAS A PRESÓN CONSTANTE PARA DFERENTES SUSTANCAS. ENERGÍA NTERNA COMO PARÁMETRO TERMODNÁMCO PARA CARACTERZAR LOS EFECTOS CALÓRCOS A VOLUMEN CONSTANTE. ENTALPÍA COMO PARÁMETRO TERMODNÁMCO PARA CARACTERZAR LOS EFECTOS CALÓRCOS A PRESÓN CONSTANTE. TERMOQUÍMCA. PRNCPOS DE LA COMBUSTÓN. ECUACÓN DE COMBUSTÓN CON EXCESO DE ARE Y CON DEFCENCA DE ARE. SEGUNDA LEY DE LA TERMODNÁMCA Y CCLOS TERMODNÁMCOS. POSTULADOS DE LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODNÁMCA Y DESGUALDAD DE CLAUSUS. EJEMPLO: MUERTE TÉRMCA DEL UNVERSO Y SU NTERPRETACÓN. ENTROPÍA COMO MAGNTUD TERMODNÁMCA PARA CARACTERZAR LA DRECCONALDAD DE LOS PROCESOS ESPONTÁNEOS O NATURALES. PROBABLDAD Y ENTROPÍA. CÁLCULO DE LA ENTROPÍA PARA DFERENTES PROCESOS TERMODNÁMCOS (SOTÉRMCO, SOCÓRCO, SOBÁRCO, ADABÁTCO Y POLTRÓPCO), EN SSS HDROSTÁTCOS SENCLLOS. CCLO DE CARNOT (MÁQUNA TÉRMCA Y REFRGERADOR). MPORTANCA HSTÓRCA. TEMPERATURA Y LA ESCALA TERMODNÁMCA (ESCALA KELVN). CCLOS TERMODNÁMCOS DE APLCACÓN EN LOS PROCESOS NDUSTRALES. ANÁLSS GRÁFCO Y EFCENCA TÉRMCA.

3 NSTTUTO POLTÉCNCO NACONAL ESCUELA NACONAL DE CENCAS BOLÓGCAS NGENERÍA EN SSS AMBENTALES UNDAD TEMÁTCA V V UNDAD TEMÁTCA / UNDAD DDÁCTCA POTENCALES TERMODNÁMCOS EQULBRO QUÍMCO UNDADES TEMÁTCAS POTENCALES TERMODNÁMCOS. ENERGÍAS LBRES COMO MAGNTUDES TERMODNÁMCAS PARA EVALUAR EL TRABAJO ÚTL EN SSS COMPLEJOS (ENERGÍA LBRE DE GBBS: T Y P CONSTANTES Y ENERGÍA LBRE DE HELMHOLTZ: T Y V CONSTANTES). TRABAJO QUÍMCO. BOENERGÉTCA. EFECTO DEL PH Y LA TEMPERATURA SOBRE LOS POTENCALES TERMODNÁMCOS EN SSS BOLÓGCOS. UTLZACÓN DE LAS ENERGÍAS LBRES COMO ALTERNATVA PARA NDCAR DRECCONALDAD DE LOS PROCESOS (CRTEROS DE ESPONTANEDAD Y EQULBRO). RELACONES DE MAXWELL PARA EVALUAR LA DEPENDENCA DE LA ENERGÍA NTERNA RESPECTO AL VOLUMEN, A UNA TEMPERATURA CONSTANTE EN UN SS GASEOSO REAL (δe/δt)v. TEORÍA DEL EQULBRO QUÍMCO. POTENCAL QUÍMCO COMO CRTERO PARA CARACTERZAR UN SS REACTVO EN ESTADO DE EQULBRO QUÍMCO. VARABLE QUÍMCA O GRADO DE AVANCE DE REACCÓN. DEDUCCÓN TERMODNÁMCA DE LA TEORÍA DEL EQULBRO. CONDCONES TERMODNÁMCAS (ACTVDAD, COEFCENTES DE ACTVDAD Y CONDCONES ESTÁNDAR) Y CNÉTCAS DEL ESTADO DE EQULBRO QUÍMCO. EQULBRO COMO MAGNTUD PARA CARACTERZAR EL ESTADO DE EQULBRO QUÍMCO A TEMPERATURA Y PRESÓN CONSTANTES (LEY DE ACCÓN DE MASAS, CONSTANTE DE EQULBRO EN FUNCÓN DE ACTVDADES). ESTUDO CUANTTATVO DE LA NFLUENCA DE LA TEMPERATURA SOBRE EQULBRO QUÍMCO PARA SSS HETEROGÉNEOS Y HOMOGÉNEOS. ESTUDO CUANTTATVO DE LA NFLUENCA DE LA PRESÓN SOBRE EQULBRO EN SSS GASEOSOS HOMOGÉNEOS. PRNCPO DE LE CHATELER (DESCRPCÓN CUALTATVA) CONSTANTE DE EQULBRO Y SU USO COMO CRTERO EN LA EVALUACÓN DE CONTAMNACÓN DEL AGUA,

4 NSTTUTO POLTÉCNCO NACONAL ESCUELA NACONAL DE CENCAS BOLÓGCAS NGENERÍA EN SSS AMBENTALES UNDAD TEMÁTCA V UNDADES TEMÁTCAS UNDAD TEMÁTCA / UNDAD DDÁCTCA SUELO Y ARE POR DFERENTES SUSTANCAS. EQULBRO DE FASES. DEFNCONES: PARÁMETROS NDEPENDENTES, FASE, COMPONENTE, GRADO DE LBERTAD. DAGRAMAS DE FASES: BDMENSONALES Y TRDMENSONALES DE SUSTANCAS PURAS (AGUA, EQULBRO DE AZUFRE, CO2, ETC.). FASES (REGLA DE PARÁMETROS FUNDAMENTALES: PRESÓN, VOLUMEN Y FASES DE GBBS) TEMPERATURA (MASA CONSTANTE). DESCRPCÓN DE LOS EQULBROS DE FASES DE PRMER ORDEN (EVAPORACÓN, FUSÓN Y SUBLMACÓN). ANÁLSS DE LA REGLA DE LAS FASES DE GBBS. DAGRAMAS DE FASES BNARO SÓLDO-LÍQUDO. NTRODUCCÓN AL CURSO DE LABORATORO FLOSOFÍA DE LA MEDCÓN. MEDCÓN E NCERTDUMBRE TERMOMETRÍA DE GASES DENSDAD Y PESOS MOLECULARES DE VAPORES CONDUCTVDAD TÉRMCA DE GASES LABORATORO NTRODUCCÓN AL CURSO DE LABORATORO. FLOSOFÍA DE LA MEDCÓN. MEDCÓN E NCERTDUMBRE. TERMOMETRÍA DE GASES. DENSDAD Y PESOS MOLECULARES DE VAPORES. CONDUCTVDAD TÉRMCA DE GASES. EFUSÓN DE GASES EFUSÓN DE GASES. COEFCENTE JOULE- THOMSON COEFCENTE JOULE-THOMSON. CALOR DE COMBUSTÓN CALOR DE COMBUSTÓN. ANÁLSS DE GASES DE COMBUSTÓN POR EL MÉTODO ORSAT CALOR DE REACCÓN ÓNCA. CALOR DE DSOLUCÓN ANÁLSS DE GASES DE COMBUSTÓN POR EL MÉTODO ORSAT. CALOR DE REACCÓN ÓNCA. CALOR DE DSOLUCÓN.

5 NSTTUTO POLTÉCNCO NACONAL ESCUELA NACONAL DE CENCAS BOLÓGCAS NGENERÍA EN SSS AMBENTALES V V V V DETERMNACÓN DE ONZACÓN DEL ÁCDO BENZOCO. DEPENDENCA DE LA CONSTANTE DE EQULBRO DE LA TEMPERATURA DETERMNACÓN DE EQULBRO DEL SS PLATA ÓNCA DETERMNACÓN DE EQULBRO DE DSOCACÓN DEL AGUA (KW) DETERMNACÓN DE KW RESPECTO A LA TEMPERATURA Y SU NFLUENCA SOBRE LA ESCALA DE PH. DAGRAMA DE FASES. DETERMNACÓN DE PUNTOS EUTÉCTCOS DE SSS BNAROS LABORATORO DETERMNACÓN DE ONZACÓN DEL ÁCDO BENZOCO. DEPENDENCA DE LA CONSTANTE DE EQULBRO DE LA TEMPERATURA. DETERMNACÓN DE EQULBRO DEL SS PLATA ÓNCA. DETERMNACÓN DE EQULBRO DE DSOCACÓN DEL AGUA (KW). DETERMNACÓN DE KW RESPECTO A LA TEMPERATURA Y SU NFLUENCA SOBRE LA ESCALA DE PH. DAGRAMA DE FASES. DETERMNACÓN DE PUNTOS EUTÉCTCOS DE SSS BNAROS.