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MICRODISEÑO CURRICULAR FACULTAD: INGENIERÍA PROGRAMA: AGRÍCOLA 1. IDENTIFICACIÓN DEL CURSO NOMBRE DEL CURSO: TERMODINÁMICA CÓDIGO: BFINAG13 No. CRÉDITOS: 3 INTENSIDAD SEMANAL: Clases: 4 CARACTER: Teórico Laboratorio y/o Prácticas: 0 REQUISITOS: Cálculo Integral ÁREA DEL CONOCIMIENTO: Ciencias Básicas de Ingeniería UNIDAD ACADÉMICA RESPONSABLE DEL DISEÑO CURRICULAR: Área de Agroindustria. Programa de Ingeniería Agrícola COMPONENTE: Básico TRABAJO ACADÉMICO DEL ESTUDIANTE Trabajo presencial Actividad Académica Trabajo Independiente Total Del Estudiante Clases Laboratorios Prácticas Dirigido Autónomo (Horas) Horas/Semestre 48 0 0 24 72 144 Total Horas 48 96 144 2. PRESENTACION La termodinámica es la ciencia que estudia la energía (En forma de Calor y Trabajo) y las relaciones entre las diferentes propiedades de las sustancias que sufren cambios de estado. Dentro del área de la Agroindustria, la totalidad de procesos están ligados con el uso de energía, desde la recolección de los productos biológicos hasta su transformación y conservación. 3. JUSTIFICACIÓN. Esta asignatura es la base del área de Agroindustria, fundamento para dar continuidad y comprensión de otras asignaturas del Plan de Estudios como transferencia de calor, secado de productos biológicos, almacenamiento de productos biológicos y transformación de los mismos 4. COMPETENCIAS COMPETENCIAS GENERALES SABER INTERPRETATIVAS: 1. El estudiante deberá tener la capacidad de entender las propiedades termodinámicas de las sustancias puras. 2. El estudiante deberá tener claridad sobre los conceptos de Calor y trabajo como formas de energía ARGUMENTATIVAS: 1. El estudiante deberá tener la capacidad de establecer una ecuación de balance de energía para un sistema y para un volumen de control 2. El estudiante deberá conocer los diferentes ciclos termodinámicos y tener la capacidad de establecer una ecuación de balance de energía aplicada a ellos PROPOSITIVAS: 1. El estudiante deberá tener la capacidad de utilizar las propiedades termodinámicas de las sustancias puras, en la solución de problemas clásicos de ingeniería. 2. El estudiante deberá tener la capacidad de aplicar los conceptos termodinámicos en los ciclos productores de energía utilizados en ingeniería. HACER: 1. El estudiante deberá tener la capacidad de aplicar la primera y segunda ley de la Termodinámica a procesos industriales SER: 1. El estudiante deberá tomar conciencia de la necesidad de producción y utilización de energía con menores impactos sobre el medio ambiente. 5. UNIDADES TEMÁTICAS (U.T.) DEDICACIÓN DEL ESTUDIANTE (horas) TOTAL No. NOMBRE DE LAS U. T. Trabajo Presencial Clases Lab. Prácticas Trabajo Independiente Dirigido Autónomo HORAS 1 Conceptos Básicos y definiciones 6 3 9 18 2 Propiedades de las sustancias puras 9 4.5 13.5 27 3 1a Ley de la Termodinámica (Q, W) 15 7.5 22.5 45 4 2a ley de la Termodinámica (S) 12 6 18 36 5 Ciclos Termodinámicos 6 3 9 18 48 24 72 144 TOTAL 6. PROGRAMACIÓN POR UNIDADES TEMÁTICAS (U.T.) U.T. SEMANA 1 1 1 2 2 3 2 2 4 5 3 6 3 7 3 8 ACTIVIDADES Y ESTRATEGIAS CONTENIDOS TEMÁTICOS PEDAGÓGICAS H.T.P. H.T.I. Naturaleza de la termodinámica, Sistema termodinámico, volumen de control, propiedad, estado y ciclo. Unidades de masa, longitud, tiempo y fuerza. Presión. Ley cero de la termodinámica. temperatura Clase magistral. Consulta Internet u otra fuente. Clase magistral. Investigación bibliográfica 3 6 3 6 Conceptos de sustancia pura, diagrama de presión - temperatura, concepto de punto triple, condensación, fusión, evaporación, sublimación, diagrama de temperatura - volumen. Clase magistral. Ejercicio de aplicación. 3 6 Ecuaciones de estado para la fase vapor de una sustancia compresible simple. Constante universal de los gases, Constante para un gas particular. Relación entre el estado inicial y final de un gas. Tablas sobre propiedades termodinámicas. Calidad y volumen específico de una mezcla, Tabla de agua para vapor saturado y seco, tabla de vapor de agua sobrecalentado, tabla de agua líquida comprimida, analogía para la aplicación de las tablas a otras sustancias. Definiciones de trabajo. Unidades, Trabajo realizado por y sobre el sistema. Potencia, Trabajo como función de la trayectoria. Definición de calor. Unidades .Calor cedido, calor recibido por un sistema, calor como función de la trayectoria. Comparación entre trabajo y calor. Primera de ley de la termodinámica para un sistema que cambia de estado. Concepto de energía interna. Clase magistral. Ejercicio de aplicación. 3 6 3 6 3 6 3 6 Primera ley de la termodinámica para un volumen de control. Clase Concepto de entalpía como propiedad aplicación. 3 6 Clase magistral. Taller. Ejercicio de aplicación. Clase magistral. Ejercicio de aplicación. Clase magistral. Taller. Ejercicio de Taller. Ejercicio de aplicación. magistral. U.T. SEMANA 3 9 3 10 ACTIVIDADES Y ESTRATEGIAS CONTENIDOS TEMÁTICOS 6 Clase magistral. Taller. Ejercicio de aplicación. 3 6 El proceso de estado uniforme y flujo uniforme. Aplicaciones Clase magistral. Taller. Ejercicio de aplicación. Clase magistral. Ejercicio de aplicación. 3 6 Investigación bibliográfica 3 6 Investigación bibliográfica 3 6 Clase magistral. Ejercicio de aplicación. 3 6 Clase magistral. Ejercicio de aplicación. 3 6 3 6 3 6 4 12 4 13 4 14 5 15 5 16 Ciclos de potencia de aire. Ciclo de Carnot de aire normal. Ciclo de Otto de aire normal. 11 3 El proceso de estado Estable y flujo estable. Aplicaciones Máquinas térmicas. Refrigerador común. Eficiencia térmica. Rendimiento de un refrigerador. Segunda ley de la termodinámica, definición de Kelvin-Planck, definición de Clausius. Procesos reversibles e irreversibles. Factores que convierten irreversible un proceso. El ciclo de Carnot. Eficiencia térmica de máquinas reversibles y de máquinas irreversibles. Escala termodinámica de temperatura Desigualdad de Clausius. Entropía propiedad termodinámica. Entropía de una sustancia pura. Cambio de entropía Trabajo perdido. Segunda ley de la termodinámica aplicada a volúmenes de control. Ciclos de fuerza de vapor. Ciclo de ranking. Cilcos de refrigeración con vapor. 4 PEDAGÓGICAS H.T.P. = Horas trabajo presencial Clase magistral. Ejercicio de aplicación. Clase magistral. Ejercicio de aplicación. Investigación bibliográfica Clase magistral. Ejercicio de aplicación. Investigación bibliográfica H.T.I. = Horas trabajo Independiente 7. EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE UT 1 2 3 4 5 ESTRATEGIAS DE EVALUACIÓN % -Evaluación escrita (Quiz) 10 -Investigación Bibliográfica - Evaluación escrita (Quiz) 20 - Trabajo (Solución de ejercicios) -Evaluación escrita 30 -Trabajo (Solución de Ejercicios) -Evaluación escrita 30 -Trabajo (Solución de Ejercicios) -Evaluación escrita (Quiz) 10 -Investigación Bibliográfica TOTAL 100 % 8. BIBLIOGRAFÍA a. Bibliografía Básica: - Van Wylen, Gordon J. Fundamentos de Termodinámica. Limusa, México.1975. b. Bibliografía Complementaria: - Wark, Kenneth. Termodinámica. McGraw-Hill Interamericana, México.1993. - Huang, Francis F. Ingeniería termodinámica: fundamentos y aplicaciones. - CECSA, México. 1994. Granet, Irving. Termodinámica. Prentice-Hall Hispanoamericana, México. 1995. c. Páginas Web DILIGENCIADO POR NELSON GUTIÉRREZ GUZMÁN FECHA DE DILIGENCIAMIENTO: 15 ENERO DE 2006