TERMODINAMICA - 540264
- Descripción :Este curso pretende hacer uso de las relaciones matematicas de la Termodinamica clasica, basada en conceptos de energia, entropia y equilibrio. Se espera que el estudiante pueda adquirir un buen entendimiento de los principios de la termodinamica fisica y la capacidad de aplicar estos principios en la solucion a problemas clasicos de la Ingenieria Quimica, vinculados con la transferencia de calor, la compresion y expansion de los fluidos y la obtencion de energia mecanica.
Esta asignatura contribuye a las siguientes competencias del perfil de egreso del Ingeniero Civil Quimico:
- Competencia 1: Solucionar problemas complejos de ingenieria, dentro del ambito de la ingenieria quimica, aplicando herramientas de matematica, ciencias y principios de la ingenieria.
- Competencia 2: Concebir, dise?ar, implementar y operar procesos industriales relevantes a la ingenieria quimica y afines, para la creacion de productos y soluciones, aunando ciencias, tecnologias, evaluacion economica y ambiental de los procesos de transformacion fisica, quimica y biologica de la materia y considerando criterios tecnicos, economicos, sociales, eticos y ambientales.
- Competencia 6: Desarrollar investigaciones y estudios detallados de aspectos tecnicos de su especialidad, a traves del dise?o y conduccion de experimentos y del analisis e interpretacion de sus resultados.
- Resultados aprendizaje esperados :Al completar en forma exitosa esta asignatura, los estudiantes seran capaces de:
R1. Aplicar sistematicamente balances de materia y energia en sistemas abiertos, cerrados y ciclicos.
R2. Calcular propiedades volumetricas y energeticas de los fluidos puros en una o mas fases, utilizando tablas de vapor y ecuaciones de estado.
R3. Definir el concepto de Entropia, como variable auxiliar de las ecuaciones de conservacion y su relacion con la eficiencia de los procesos.
R4. Desarrollar aplicaciones computacionales para la generacion de propiedades energeticas y modelos matematicos que permitan simular procesos sencillos.
- Contenidos :1. Introduccion y conceptos basicos. Introduccion historica a la termodinamica; Unidades y Dimensiones; Concepto de fuerza; Concepto de presion; Temperatura y termometria; Densidad; Tipos de sistemas en termodinamica: Sistemas abiertos y sistemas cerrados; Trabajo, Energia y conservacion; Calor; Experimento de Joule y Energia Interna; Primera ley de la termodinamica; Trabajo termodinamico; Equilibrio y reversibilidad, Modelo de gas perfecto (o Ideal), Funcion entalpia, Balances de Materia y Energia en sistemas abiertos.
2. Comportamiento PVT de fluidos puros. Introduccion, Experimento de Andrews, Modelo de ecuacion de estado para fluidos puros (Ecuacion de van der Waals), Calculo de propiedades con ecuaciones de estado cubicas (volumenes, presion de vapor, energia interna y entalpia); extension de la ecuacion de estado de van der Waals (funcionalidad termica de la cohesion, desplazamiento en volumen); Modelos cubicos (Peng-Robinson, Soave, Redlich ? Kwong, etc) y no cubicos (Carnahan ? Starling, SAFT, Tecnicas, viriales) de Ecuaciones de estado. Calculo de propiedades dentro de la campana de saturacion (calidad o fraccion vaporizada). Tablas de Vapor. Introduccion al uso de AspenPlus para el calculo de propiedades.
3. Aplicacion de la primera ley de la termodinamica a equipos y procesos de ingenieria quimica. Introduccion, Balance de materia; Balance de Energia; Aplicaciones en estado estacionario y transitorio y en sistemas abiertos y cerrados (v.g., Turbinas, caldera, maquina de vapor, Llenado y vaciado de estanques, ciclo de potencia). Utilizacion de AspenPlus para evaluar equipos de procesos.
4. Segunda ley de la termodinamica. Introduccion; Postulado de exclusion de Clausius; Ciclo de Carnot; La funcion entropia y principio de generacion de entropia; Determinacion de entropia para fluidos puros; Procesos Politropicos; Balance de entropia; Ilustraciones en estado estacionario y transitorio y en sistemas abiertos y cerrados (sistemas compuestos, descarga de esta - Metodología :Se realizan clases presenciales, con ayudas visuales y computacionales, en las que se presenta el contenido a discutir, su desarrollo teorico y su aplicacion practica. Las clases estan dise?adas para que en cada seccion se discuta un tema particular completo (teoria y aplicacion). En algunas de las clases se realizaran practicas de mostrativas o se asistira al laboratorio.
- Evaluación :En esta asignatura se obtendran al menos 3 calificaciones de acuerdo a la normativa vigente. Las ponderaciones y procedimientos se detallan en el syllabus de asignatura. Estos evaluaran los aprendizajes de la asignatura a traves de procedimientos de evaluacion que cautelen la coherencia entre los resultados de aprendizaje y la metodologia de ense?anza.
- Facultad :INGENIERIA
- Departamento :INGENIERIA QUIMICA
- Creditos :4
- Cupos :40
- Campus :CONCEPCION