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HOJA DE ASIGNATURA CON DESGLOSE DE UNIDADES TEMÁTICAS INFORMACIÓN REQUERIDA POR ASIGNATURA PROCESOS AGROINDUSTRIALES 1. NOMBRE DE LA ASIGNATURA: Termodinámica 2. NIVEL DEL SABER: Específico 3. ÁREA DE CONOCIMIENTO: Conocimientos Técnicos 4. COMISIÓN ACADÉMICA: Área Agro-Industrial-Alimentaria 5. NÚMERO CONSECUTIVO DE ASIGNATURA: 6. CUATRIMESTRE: 2° 7. HORAS PRÁCTICAS: 54 8. HORAS TEÓRICAS: 21 9. HORAS TOTALES: 75 10. HORAS TOTALES POR SEMANA CUATRIMESTRE: 5 11. CÓDIGO: 12. CRÉDITOS: 13. OBJETIVO DE LA ASIGNATURA: Que el alumno identifique la importancia del estudio de la energía y los principios que norman su transformación, para aplicar y verificar estos conocimientos en producción y experimentación a nivel de Procesos Agroindustriales. UNIDADES TEMATICAS QUE INTEGRAN LA ASIGNATURA I. Conceptos fundamentales II. Propiedades de una sustancia pura III. Primera ley de la termodinámica IV. Segunda ley de la termodinámica y entropía V. Ciclos de plantas de potencia y refrigeración Total HRS. PRACTICAS 10 10 10 8 HRS. TEÓRICAS 4 5 5 3 HRS. TOTALES 16 4 20 54 21 75 ELABORÓ: COMITÉ DE DIRECTORES DE LA CARRERA DE PROCESOS AGROINDUSTRIALES REVISO: COMISIÓN ACADÉMICA NACIONAL DEL ÁREA AGRO-INDUSTRIAL -ALIMENTARIA APROBÓ: C. G. U. T. FECHA DE ENTRADA EN VIGOR: Septiembre del 2004 14 15 15 11 1 F-CADI-SA-036-PE-17 HOJA DE UNIDADES TEMÁTICAS CON DESGLOSE DE TEMAS, SABER HACER Y SABER INFORMACIÓN REQUERIDA POR UNIDAD TEMÁTICA PROCESOS AGROINDUSTRIALES 1. 2. 3. 4. 5. 6. NOMBRE DE LA ASIGNATURA: Termodinámica UNIDAD TEMÁTICA: I. Conceptos fundamentales HORAS PRÁCTICAS: 10 HORAS TEÓRICAS: 4 HORAS TOTALES: 14 OBJETIVO: Que el alumno defina los principios que rigen la transformación de la energía, así mismo establezca la importancia de estos en las operaciones unitarias de los diferentes Procesos Agroindustriales. TEMAS SABER HACER HRS. SABER HRS. (PRÁCTICA) (TEORÍA) Naturaleza de la Establecer recorridos en 1 Discutir el concepto e 1 termodinámica las plantas piloto. importancia de la En cada equipo ilustrar la termodinámica importancia de la termodinámica en su diseño y operación. (L) Operar un equipo de las Describir un análisis Sistemas 1 1 plantas piloto e indicar si es analizado como macro o micro, como volumen o masa de control y verificar las partes del sistema, así como analizar si se trata de un sistema abierto o cerrado. (L) macroscópico y microscópico. Indicar Volumen y masa de control. Describir un sistema: Alrededores y frontera. Explicar: sistema abierto y cerrado. Conceptos termodinámicos Usar los conceptos de propiedades, estados, procesos y fases de diferentes sustancias. (L) 1 Presión y temperatura Practicar mediciones de presión barométrica, manométrica, vacuométrica. Practicar mediciones con termómetros de diferentes tipos. Practicar conversión de unidades de presión y temperatura. Practicar el experimento de la Ley Cero de la Termodinámica. 2 TOTAL 3 Definir los conceptos de : propiedad, estado, procesos, ciclo. Describir las fases de una sustancia. Analizar los conceptos de presión: presión absoluta, barométrica, manométrica y de vacío. Discutir el concepto de temperatura y Ley Cero de la Termodinámica. 2 10 1 1 4 ELABORÓ: COMITÉ DE DIRECTORES DE LA CARRERA DE PROCESOS AGROINDUSTRIALES REVISO: COMISIÓN ACADÉMICA NACIONAL DEL ÁREA AGRO-INDUSTRIAL -ALIMENTARIA APROBÓ: C. G. U. T. FECHA DE ENTRADA EN VIGOR: Septiembre del 2004 2 F-CADI-SA-036-PE-17 HOJA DE UNIDADES TEMÁTICAS CON DESGLOSE DE TEMAS, SABER HACER Y SABER INFORMACIÓN REQUERIDA POR UNIDAD TEMÁTICA PROCESOS AGROINDUSTRIALES 1. 2. 3. 4. 5. 6. NOMBRE DE LA ASIGNATURA: Termodinámica UNIDAD TEMÁTICA: II. Propiedades de una sustancia pura HORAS PRÁCTICAS: 10 HORAS TEÓRICAS: 5 HORAS TOTALES: 15 OBJETIVO: Que el alumno identifique las propiedades de una sustancia pura y establezca su importancia de uso a nivel Agroindustria. TEMAS Definición de sustancia pura. Gas ideal SABER HACER (PRACTICA) HRS. Demostrar fase líquida, sólida y gaseosa del agua pura (L) 1 Utilizar tablas y diagramas de sustancias puras. Registrar diversas propiedades (presión, temperatura, volumen específico). (A) 4 Ilustrar la compresión de aire y verificar el producto presión-volumen y comparar el resultado con la ley de Boyle. (A) 0.5 Discutir aplicaciones del uso de gases en la industria alimentaria.. (L) Usar la gráfica de compresibilidad generalizada. Emplear la ecuación del coeficiente de compresibilidad generalizado para caracterizar sistemas termodinámicos gaseosos en amplios rangos de presión. Gas real. TOTAL 1 0.5 1 2 SABER (TEORÍA) Descripción de sustancia pura. HRS. una 2 Explicar los estados termodinámicos Identificar características como: punto crítico, punto triple. Explicar los estados de agregación. Explicar el concepto de gas ideal. Analizar la ecuación del gas ideal. Identificar las limitaciones de la ecuación del gas ideal. Discutir y analizar la Ley de Boyle y Ley de Charles. 2 Explicar Factor de compresibilidad generalizado. Identificar las condiciones críticas. 10 1 5 ELABORÓ: COMITÉ DE DIRECTORES DE LA CARRERA DE PROCESOS AGROINDUSTRIALES REVISO: COMISIÓN ACADÉMICA NACIONAL DEL ÁREA AGRO-INDUSTRIAL -ALIMENTARIA APROBÓ: C. G. U. T. FECHA DE ENTRADA EN VIGOR: Septiembre del 2004 3 F-CADI-SA-036-PE-17 HOJA DE UNIDADES TEMÁTICAS CON DESGLOSE DE TEMAS, SABER HACER Y SABER INFORMACIÓN REQUERIDA POR UNIDAD TEMÁTICA PROCESOS AGROINDUSTRIALES 1. 2. 3. 4. 5. 6. NOMBRE DE LA ASIGNATURA: Termodinámica UNIDAD TEMÁTICA: III. Primera ley de la termodinámica HORAS PRÁCTICAS: 10 HORAS TEÓRICAS: 5 HORAS TOTALES: 15 OBJETIVO: Que el alumno reconozca las diferentes formas de energía existentes y su manera de valoración, así mismo aplique estos conocimientos en la solución de problemas para análisis de lo diferentes equipos agroindustriales. TEMAS SABER HACER (PRACTICA) Energía y trabajo. Ilustrar en procesos de producción las diferentes manifestaciones de energía y obtener soluciones a los posibles problemas que se presenten (A/L) Calor específico y entalpía Registrar el calor específico en diferentes materiales y Utilizar tablas para la obtención su entalpía. (A) Análisis de energía Emplear análisis de energía en equipos de las plantas piloto y obtener soluciones a los problemas que se presenten. (A/L) TOTAL HRS. SABER (TEORÍA) Explicar las formas de energía: energía cinética, potencial, energía interna, calor y trabajo. HRS. 1 Explicar los conceptos de calor específico y entalpía 1 4 Análisis de energía para sistemas abiertos y cerrados. Investigar los principio de conservación de materia y energía. 3 1 2 2 10 1 5 ELABORÓ: COMITÉ DE DIRECTORES DE LA CARRERA DE PROCESOS AGROINDUSTRIALES REVISO: COMISIÓN ACADÉMICA NACIONAL DEL ÁREA AGRO-INDUSTRIAL -ALIMENTARIA APROBÓ: C. G. U. T. FECHA DE ENTRADA EN VIGOR: Septiembre del 2004 4 F-CADI-SA-036-PE-17 HOJA DE UNIDADES TEMÁTICAS CON DESGLOSE DE TEMAS, SABER HACER Y SABER INFORMACIÓN REQUERIDA POR UNIDAD TEMÁTICA PROCESOS AGROINDUSTRIALES 1. 2. 3. 4. 5. 6. NOMBRE DE LA ASIGNATURA: Termodinámica UNIDAD TEMÁTICA: IV. Segunda ley de la termodinámica y entropía HORAS PRÁCTICAS: 8 HORAS TEÓRICAS: 3 HORAS TOTALES: 11 OBJETIVO: Que el alumno identifique la eficiencia de los procesos termodinámicos y evalué esta en la solución de problemas en equipo en los diferentes procesos. TEMAS Entropía y calidad de energía. Máquinas térmicas. SABER HACER (PRACTICA) Aplicar cálculos para registrar criterios de eficiencias máximas de los dispositivos térmicos y sistematizar la dirección natural y artificial en que ocurren los procesos Agroindustriales. (A) Usar máquinas térmicas de las plantas piloto u otras y dialogar sobre las formas de realizar trabajo. (L) TOTAL HRS. 4 4 SABER (TEORÍA) Expresión de la segunda Ley. Analizar la desigualdad de Clausius HRS. Explicar los cambios de entropía. Indicar el concepto de eficiencia. Discutir las formas de trabajo. Proceso espontáneo. 1 8 2 3 ELABORÓ: COMITÉ DE DIRECTORES DE LA CARRERA DE PROCESOS AGROINDUSTRIALES REVISO: COMISIÓN ACADÉMICA NACIONAL DEL ÁREA AGRO-INDUSTRIAL -ALIMENTARIA APROBÓ: C. G. U. T. FECHA DE ENTRADA EN VIGOR: Septiembre del 2004 5 F-CADI-SA-036-PE-17 HOJA DE UNIDADES TEMÁTICAS CON DESGLOSE DE TEMAS, SABER HACER Y SABER INFORMACIÓN REQUERIDA POR UNIDAD TEMÁTICA PROCESOS AGROINDUSTRIALES 1. 2. 3. 4. 5. 6. NOMBRE DE LA ASIGNATURA: Termodinámica UNIDAD TEMÁTICA: V. Ciclos de plantas de potencia y refrigeración HORAS PRÁCTICAS: 16 HORAS TEÓRICAS: 4 HORAS TOTALES: 21 OBJETIVO: Que el alumno identifique los ciclos de plantas de potencia y refrigeración como procesos termodinámicos y su aplicación en Procesos Agroindustriales. TEMAS SABER HACER (PRACTICA) Componentes de un ciclo Diagramar los de generación de energía. componentes visitando un ingenio azucarero o industria que contenga la mayoría de ellos. (L) Aplicar técnicas de análisis de materia, y energía para cada uno de ellos. (A) Descripción de ciclos Ilustrar el ciclo Rankine termodinámicos. con equipo y construir diagramas p - h. (L) HRS. 6 HRS. Explicar cada uno de los ciclos: Ciclo de Carnot. Ciclo Rankine Ciclo Diesel Ciclo Otto Ciclo Brayton Ciclo de refrigeración. 2 2 4 1 Ilustrar el ciclo Otto y diesel con equipo y construir diagrama p - h 1 Ilustrar el ciclo de refrigeración con equipo y comparar con diagrama. 2.5 Ilustrar la operación de caldera de laboratorio y registrar los estados diferentes del vapor. (L) 1.5 TOTAL SABER (TEORÍA) Identificar el funcionamiento de evaporadores, condensadores, válvulas de estrangulación, compresores turbinas, etc. 16 4 ELABORÓ: COMITÉ DE DIRECTORES DE LA CARRERA DE PROCESOS AGROINDUSTRIALES REVISO: COMISIÓN ACADÉMICA NACIONAL DEL ÁREA AGRO-INDUSTRIAL -ALIMENTARIA APROBÓ: C. G. U. T. FECHA DE ENTRADA EN VIGOR: Septiembre del 2004 6 F-CADI-SA-036-PE-17 BIBLIOGRAFÍA TERMODINÁMICA BÁSICA Huang F. Ingeniería Termodinámica, 2ª edición en español. Compañía Editorial Continental, S.A. de C.V., México, 1994. Granet I. Termodinámica, 3ª edición en español. Prentice Hall Hispanoamericana, S.A., México, 1988. Knneth Wark, Donal E Richar. Termodinámica. Editorial MCGRA HILL Interamericana de España, S.A.U . 2001. COMPLEMENTARIA Octave Levenspiel. Fundamentos De Termodinámica. Editorial Prentice-Hall Hispanoamericana S.A., 19997. Balzhiser R. y Cols. Termodinámica Química para Ingenieros, 1ª edición en español. Editorial Prentice Hall Internacional. España, 1980. Felder R. y Ronald R. Principios Básicos de los Procesos Químicos. 1ª edición en español. Editorial el Manual Moderno, S.A. México, 1981. ELABORÓ: COMITÉ DE DIRECTORES DE LA CARRERA DE PROCESOS AGROINDUSTRIALES REVISO: COMISIÓN ACADÉMICA NACIONAL DEL ÁREA AGRO-INDUSTRIAL -ALIMENTARIA APROBÓ: C. G. U. T. FECHA DE ENTRADA EN VIGOR: Septiembre del 2004 7 F-CADI-SA-036-PE-17