Download TF-2323 Termodinámica II

UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR
DIVISIÓN
CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS
DEPARTAMENTO
TERMODINÁMICA Y FENÓMENOS DE TRANSFERENCIA
ASIGNATURA
TF 2323
TERMODINÁMICA II (Ingeniería Química)
HORAS / SEMANA
T4
P2
L0
UC 4
PROGRAMA
1.- CICLOS DE POTENCIA Y REFRIGERACIÓN
Eficiencia de ciclos térmicos. Limitaciones prácticas del ciclo de Carnot. Ciclo
Rankine. Ciclo Rankine con recalentamiento y regeneración. Ciclo de refrigeración por
compresión de vapor.
2.- RELACIONES TERMODINÁMICAS EN SISTEMAS DE UN COMPONENTE
Combinación de la primera y la segunda ley. Criterios de equilibrio. Condiciones de
equilibrio térmico, mecánico y difusivo. Ecuaciones de Clapeyron y de ClausiusClapeyron. Ecuaciones fundamentales. Funciones de Gibbs y Helmholtz. Relaciones de
Maxwell. Tabla de Bridgman para derivadas termodinámicas.
3.-
PROPIEDADES TERMODINÁMICAS DE FLUIDOS PUROS
Propiedades termodinámicas del gas ideal.
Propiedades críticas.
Factor de
compresibilidad. Ecuaciones de estado viriales. Ecuaciones de estado cúbicas: Van der
Waals y sus modificaciones. Propiedades residuales. Cálculos con ecuaciones de estado.
Predicción de presiones de saturación. Construcción de tablas termodinámicas. Principios
de estados correspondientes de dos y tres parámetros. Factor acéntrico. Cartas
generalizadas. Correlaciones de Pitzer-Curl y Lee-Kesler.
4.-
RELACIONES TERMODINÁMICAS EN SISTEMAS MULTICOMPONENTES
Ecuación fundamental para sistemas multicomponentes. Potencial químico. Condiciones
de equilibrio de fases. Relaciones de Maxwell para composición variable. Propiedades
intensivas y extensivas. Teorema de homogeneidad de Euler. Relación de Gibbs-Duhem.
Propiedades parciales: definición y cálculo. Relaciones entre propiedades parciales.
Relación generalizada de Gibbs-Duhem.
5.- PROPIEDADES TERMODINÁMICAS DE SISTEMAS MULTICOMPONENTES
Ecuación de estado del gas ideal multicomponente. Ley de Gibbs-Dalton. Cambio de
propiedades en mezclado de gases ideales. Mezcla gas-vapor a baja presión. Carta
psicrométrica. Primera ley aplicada a procesos psicrométricos. Temperatura de saturación
adiabática. Procesos de humidificación y acondicionamiento de aire. Extensión de
ecuaciones de estado a mezclas de fluidos no ideales. Reglas de mezclado y combinación.
Propiedades seudocríticas.
6.- BALANCE DE ENERGÍA EN SISTEMAS REACTIVOS
Estequiometría. Coeficientes estequiométricos generalizados. Entalpía de reacción.
Variación de la entalpía de reacción con la temperatura y presión. Ecuación de Kirchhoff.
Entalpía de formación. Entalpía de combustión. Reacciones completas: combustión.
Temperatura de flama adiabática. Balances de energía con una o más reacciones químicas.
Balance de energía con estequiometría desconocida.
BIBLIOGRAFÍA
1.- Smith J. M, H.C. Van Ness y M. M. Abbott. Introducción a la Termodinámica en Ingeniería
Química. Quinta edición. Editorial Mc GrawHill, 1996.
2.- Van Wylen G. J, R. E. Sonntag y C. Borgnakke. Fundamentals of Classical Thermodynamics. Cuarta
edición. Editorial Jhon Wiley & Sons, Nueva York (1994).