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7800 Termodinámica Química
Datos de identificación
Nombre de la Institución Educativa: Universidad de Sonora
Unidad: Regional Centro
División Académica: División de Ciencias Biológicas y de la Salud
Departamento que la imparte: Ciencias Químico Biológicas
Licenciaturas Usuarias: Químico Biólogo Clínico y Químico en Alimentos
Nombre de la Materia o Asignatura: Termodinámica Química
Eje Formativo: Eje Básico
Requisitos: 45 Cred.
Carácter: Obligatorio
Valor en Créditos: 8 (3 h Teoría y 2 h Laboratorio)
Introducción
Entre los cientos de leyes que describen el universo sobresalen las leyes de la
termodinámica las cuales resumen las propiedades de la energía y su transformación
de una forma a otra. El concepto surge durante el siglo XIX, cuando el vapor estaba
“de moda” pero cuando las leyes de la termodinámica son formuladas y sus
ramificaciones exploradas queda claro que abarca un amplio rango de fenómenos,
desde la eficiencia de las máquinas de calor, bombas de calor y refrigeradores,
pasando por la química y llegando hasta los procesos de la vida.
El curso de Termodinámica Química es de tipo teórico-práctico perteneciente al eje
básico. Se introduce al alumno al conocimiento de las cuatro leyes de la
termodinámica necesarias para poder comprender los fenómenos fisicoquímicos con
el enfoque químico. En esta asignatura se proporcionan los conceptos
fundamentales de la fisicoquímica.
Objetivo general
El alumno será capaz de comprender los procesos de transformación de la energía
en sistemas aislados a través de las leyes de la termodinámica; reconociendo la
espontaneidad de los procesos físicos y químicos.
Objetivos específicos
Comprender las ecuaciones de estado de gases Ideales y Reales, así como
comprender y aplicar la Primera Ley de la Termodinámica. Definir la Segunda Ley de
la termodinámica basándose en ciclos irreversibles y los reconocerá como el primer
criterio de equilibrio. Definir y aplicar la Tercera Ley de la Termodinámica y
comprender las funciones de Gibbs y Helmholtz como criterios de equilibrio en
ambientes normales.
Contenido sintético
1. Introducción.
2. Gases Ideales y Gases Reales.
Ley de Boyle
Ley de Charles y Gay Lussac
Ley de Amonton
Ley de Dalton
Ley de los volúmenes parciales de Amagat
Ley de difusión de Graham
Principio de Avogadro Energía y Primera Ley de la Termodinámica.
Ecuaciones de Estado para gases reales
• Factor de compresibilidad
• Ec. De Van Der Waals
• Ec. De Kammerlig-Onnes
• Ec. deBeattie-Bridgeman
• Ec. De Berthelot
3. Primera ley de la termodinámica
Primera ley
Trabajo, calor, Energía Interna, entalpía, capacidad calorífica.
Procesos Adiabáticos
Procesos con transición de fase
4. Termoquímica
Calorimetría
Ley de Hess
Variación de la Entalpía de Reacción con la temperatura: la Ec. De Kirchoff
5. La entropía y Segunda Ley de la Termodinámica
Ciclo de Carnot
Variación de la entropía en el universo
Cálculos de la variación de entropía en un sistema
6. Tercera ley de la termodinámica
Cálculo de la Entropía de reacción en función de la temperatura
7. Criterios Termodinámicos de espontaneidad.
Conceptos básicos
Energía libre de Helmholtz
Energía libre de Gibbs
Programa de prácticas
1. Aplicación de la ley de Dalton.
2. Ley de Boyle y la ley de Charles.
3. Densidad de gases.
4. Determinación del peso molecular de un líquido volátil por el método de la
densidad de vapor.
5. Determinación de la capacidad calorífica de un calorímetro.
6. Determinar el peso atómico de sólidos a partir de su capacidad calorífica másica
o calor específico.
7. Determinación del calor de combustión del magnesio.
8. Calor de reacción.
9. Determinación del calor de combustión de combustibles líquidos
10. Contenido energético de productos alimenticios.
11. Bomba Calorimétrica
12. Demostración de algunos conceptos termodinámicos fundamentales
Modalidades didácticas
Dependiendo de los temas del programa se utilizarán las siguientes modalidades:
-Exposición en clase por profesor y alumnos.
-Lecturas, Interrogatorios y sesiones de discusión.
-Aprendizaje basado en resolución de problemas.
-Discusión coordinada de temas de interés; Consulta, recuperación y análisis de
información.
-En las sesiones de laboratorio se desarrollarán uno o más de los siguientes
objetivos: (1) demostración de conceptos teóricos revisados en clase, (2) adquisición
de habilidades y destrezas técnicas, (3) resolución de problemas de acuerdo al
método científico.
Modalidades de evaluación
La evaluación incluirá 4 exámenes parciales, cuyo promedio de calificaciones
corresponderá al 100% de la calificación final. Las tareas corresponderán a derecho
a examen. En el laboratorio se efectuarán exámenes cortos cuyas calificaciones se
promediarán con las de los reportes escritos para obtener hasta 4 puntos por encima
de la calificación final.
Para acreditar la materia será necesario aprobar al menos 50% de los exámenes
parciales, asistir al 100% de las prácticas de laboratorio.
Bibliografía
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2007.Bibioteca personal.
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Ciencias Biológicas, Ed. Prentice Hall Hispanoamericana, México, D.F., 1986.
14. Moore W.J., Fisicoquímica Básica, Ed. Prentice-Hall Hispanoamericana, S.A.
México, D.F., 1985.
Perfil del académico responsable
Se requiere como mínimo Licenciado titulado en carrera de Química o carrera afín
con grado de Maestría o Doctorado con experiencia en el área de Fisicoquímica.