Universidad nacional de ingeniería uni- norte sede regional estelí carrera de ingeniería agroindustrial




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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA


UNI- NORTE - SEDE REGIONAL ESTELÍ

CARRERA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL


PLAN DE ESTUDIO 2005







ELABORADO POR: REVISADO POR:


APROBADO POR: VISTO BUENO:




OFICIALIZACIÓN:




Estelí, Nicaragua

/ / /2005

I NFORMACION GENERAL



    1. Carrera




: Ingeniería Agroindustrial


    1. Plan de Estudio




: 2005

    1. Código de Estudio




:

    1. Disciplina




: Física

    1. Nombre de la Asignatura




: Termodinámica

    1. Código de la Asignatura




: IA/15

    1. Tipo de Asignatura




: Básica

    1. Año Académico y Semestre en que se impartirá.




: II año - III Semestre

    1. Total de horas semanales y semestrales




:

TOTAL DE HORAS


SEMANALES

SEMESTRALES

6

84




    1. Créditos




: 4

    1. Asignatura pre-requisitos




: Física I

    1. Precedencia




: Ninguna

1.13 Asignatura común a varias carreras y/o modalidades

: Ing. Agroindustrial





II INTRODUCCION
La termodinámica nació como ciencia en el siglo diecinueve como una necesidad de describir el funcionamiento de las máquinas de vapor y de establecer límites a lo que éstas podían hacer. Así mismo como el nombre mismo significa potencia generada por el calor, y sus aplicaciones iniciales fueron las máquinas térmicas, de las cuales la máquina de vapor es un ejemplo.
El contenido de esta asignatura forma parte, junto con la mecánica y el electromagnetismo, del conjunto de leyes básicas de la física. A través de deducciones matemáticas, estas leyes conducen a un conjunto de ecuaciones que encuentran aplicación en todas las ramas de la ciencia y la ingeniería.
Es la ciencia que trata de las transformaciones de la energía y de las relaciones entre las propiedades físicas de las sustancias afectadas por dichas transformaciones. La termodinámica técnica incluye tradicionalmente el estudio de áreas tan diversas como dispositivos generadores de energía (estacionarios y móviles), refrigeración y acondicionamiento de aire, expansores y compresores de fluidos, motores de propulsión a chorro y la combustión de hidrocarburos combustibles (carbón, petróleo y gas natural).
Esta es una materia que se caracteriza por una lógica y una estructura excepcional, haciendo su estudio muy provechoso para adiestrar al estudiante de cualquier ingeniería en el razonamiento lógico y en el rigor intelectual. Los contenidos de este programa se basan en el estudio aplicado a procesos que se llevan a cabo principalmente en equipos industriales que se encuentran plantas termoeléctrica de vapor y equipos de refrigeración que funcionan por compresión de un vapor.
Esta asignatura que se imparte en III semestre, II año de la carrera tiene como prerrequisito física I aporta las bases para las asignaturas de mecánica de fluidos y eléctrica y electrotecnia fundamental.

III OBJETIVOS GENERALES Y PARTICULARES DE LA ASIGNATURA
3.1 Objetivo General

  • Establecer la existencia de la ecuación fundamental de un sistema, la cual contiene una descripción termodinámica completa del mismo.




  • Establecer la metodología de análisis termodinámico.




  • Aplicar la termodinámica química y los fenómenos fisicoquímicos, proyectándolos hacia su aplicación industrial.


3.2 Objetivos Particulares

Unidad I

  1. Definir Termodinámica y su aplicación en la Agroindustria de Nicaragua.




  1. Explicar la diferencia entre la termodinámica desde el punto de vista macroscópico y microscópico de la termodinámica.




  1. Definir Sistema Abierto, Sistema Cerrado, Sistema Aislado




  1. Explicar la interpolación lineal como herramienta matemática para el uso de las Tablas Termodinámica.




  1. Analizar diferencias entre propiedades intensivas, propiedades extensivas, propiedades específicas, propiedades molares


Unidad II

  1. Definir conceptos tales como: Temperatura y Presión. Termómetro de gas ideal. Escalas de temperatura Celsius y Fahrenheit. Equilibrio termodinámico.




  1. Explicar La Ley Cero de la Termodinámica.




  1. Definir Sustancia Pura, Saturación, Temperatura de Saturación. Calidad, Líquido Saturado. Vapor Sobrecalentado y Líquido Sub-enfriado




  1. Explicar el punto triple y el punto crítico de una sustancia por medio de diagramas PV y PT.



Unidad III

  1. Identificar la ecuación de estado de un Gas Ideal a través del uso de las Leyes de Charles, de Gay-Lussac y de Boyle obteniéndose la Ecuación de los Gases Ideales.




  1. Definir los coeficientes de dilatación volumétrica y compresibilidad isotérmica.




  1. Conocer la diferencia entre proceso isocórico, isotérmico, isobárico e isotrópico.

  2. Diferenciar una isoterma de una isobara en un Diagrama PVT


Unidad IV

  1. Conocer la relación entre: Trabajo y calor.




  1. Definir: Trabajo adiabático. Energía interna. Entalpía.


Unidad V


  1. Explicar la Primera Ley de la Termodinámica a través de ejemplo de un sistema de rodete de paletas (hélice) que gira al descender una pesa.




  1. Desarrollar la ecuación de La Primera Ley en función de la Ley de la Conservación de la Energía1.




  1. Reconocer los principales equipos de una Planta Generadora de Energía. (Calderas, Turbinas, Intercambiadores de Calor, Compresores, Bombas adiabáticas).




  1. Relacionar los equipos varios de una Planta Generadora de Energía con procesos adiabáticos, isocóricos, isotérmicos, isobáricos e isotrópicos.




  1. Realizar cálculos de Entalpía, Energía Interna, Calor y Trabajo para equipos comunes una Planta Generadora de Energía.




  1. Conocer la Ecuación de Primera Ley por Volumen de Control.


Unidad VI


  1. Diferenciar entre procesos reversible e irreversible.




  1. Definir: Entropía, depósito térmico, fuente de calor y sumidero de calor.




  1. Presentar la Segunda Ley de la Termodinámica en función de la Reversibilidad de un Proceso a través del Enunciado de Kelvin-Planck.




  1. Mencionar las principales características de una Máquina Térmica y de un Ciclo de Carnot.




  1. Presentar la Segunda Ley de la Termodinámica en función de la Reversibilidad de un Proceso a través del Enunciado de Clausius.




  1. Realizar cálculos de la Eficiencia Térmica de una Máquina de Vapor y de un Refrigerador haciendo uso de La Segunda Ley de Termodinámica.

Unidad VII


  1. Presentar la definición de Termoquímica en términos de la Primera Ley de la Termodinámica a través de La Ley de Hess y la Ley de Suma Constante de Calor.




  1. Definir: Calor Normal de Reacción, Calor Molar de Formación, Calor Normal de Combustión.




  1. Resolver problemas en los que se calcule el Calor Normal de Reacción a partir, tanto de los Calores Molares de Formación como de los Calores Normales de Combustión; y tomando en cuenta la variante Grado de avance de la Reacción.




  1. Introducir la relación de los Reactores Adiabáticos con conceptos tales como Temperatura de Explosión como Temperatura de Llama.




  1. Resolver problemas en los que se calculen: Capacidades Caloríficas a presión constantes de compuestos diversos. Calor Inherente de los compuestos que entran a un reactor como el de los compuesto que salen.




  1. Comparar resolución de problemas para los siguientes casos: Reacción Isotérmica, Reacción no Isotérmica, Reacción Adiabática.

IV PLAN TEMATICO


No

UNIDADES

FORMAS ORGANIZATIVAS DE LA

ENSEÑANZA (F.O.E)

Total de horas

TEORÍA

PRÁCTICA

C

S

C.P

LAB

G.C.

T.

T.C.

P.C.

I

Introducción a la Termodinámica

6




2
















8

II

Propiedades y Estados de un Sistema

8




4
















12

III

Función de Estado y Ecuación de Estado

4




4
















8

IV

Trabajo y Calor

4




4
















8

V

Primera Ley de la Termodinámica

4

2

4
















10

VI

Segunda Ley de la Termodinámica

6

2

6
















14

VII

Termoquímica

12

2

6
















20




Evaluaciones Parciales

























4




TOTAL

44

6

30
















84


Este plan temático se desarrolla con 6 horas semanales, organizados en tres bloques de dos horas cada uno.
Nota:

C: conferencia; S: seminario, C. P: clase práctica; LAB: laboratorio; G.C.: gira de campo; T: taller; T.C.: trabajo de curso y P.C.: proyecto de curso.
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