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TERMODINÁMICA TÉCNICA

Planificación de TERMODINAMICA. 2017. Alejandro Pablo Arena, Erica Correa, Teresa Rauek,

Gustavo Pulenta

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL

FACULTAD REGIONAL MENDOZA

CARRERA: INGENIERIA ELECTROMECANICA

CATEDRA: TERMODINAMICA TECNICA

CURSO: 3° 4a

Profesor titular

Alejandro Pablo Arena

Jefes de Trabajos Prácticos

Teresa Rauek

Érica Correa

Ayudante de cátedra

Gustavo Pulenta

Fecha: 15 de Febrero de 2017



Gustavo Pulenta

Datos curriculares

Asignatura: Termodinámica Técnica

Código: 8951325

Área: Calor y fluidos

Bloque: Tecnologías básicas

Plan de estudios: 1995

Ordenanza: 1029

Carácter: Obligatoria

Dictado: Semestral

Ubicación: 1er semestre

Carga horaria total: 128 hs

Carga horaria semanal: 8 hs

Nivel: Tercero

Año Lectivo: 2017

Curso: 3° 4a

Correlatividades:

Para cursar:

Tener cursadas: Física II

Tener aprobadas: Análisis I

Física I

Para rendir

Tener aprobadas: Física II



Gustavo Pulenta

1. OBJETIVOS GENERALES DE LA ASIGNATURA: • Trasmitir al estudiante la importancia de la TERMODINÁMICA como materia fundamental, en su

formación como futuro profesional de la Ingeniería. • Iniciar el alumno en el tránsito desde el abordaje tradicional de las materias básicas hacia su utilización

como herramientas para la modelización de los fenómenos naturales, permitiendo predecir el comportamiento de los sistemas en su interacción con el medio ambiente u otros sistemas.

• Introducir el método sistemático para el estudio de la transformación más eficiente de unas formas de energía en otras – particularmente del calor en trabajo – y la predicción de la factibilidad de realización procesos sin necesidad de realizar prototipos y costosas experiencias.

Además, se pretende que el alumno:

• Domine el manejo de los principios termodinámicos que le permitan optimizar el funcionamiento de maquinas y dispositivos de transformación energética

• Adquiera una visión del entorno que, sobre la base de los principios termodinámicos, le permitan identificar y cuantificar situaciones donde se hace un uso inadecuado de recursos energéticos, y se produce un daño sobre el ambiente natural

• Comprenda la importancia del uso de sus facultades de observación y razonamiento para la resolución de problemas,

2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Que el alumno

• visualice el proceso de enunciación de leyes universales a partir de la observación de la realidad, • comprenda el concepto de modelo y el modo de representación matemática, aplicados a los principios

termodinámicos • incorpore habilidades para aplicar esos modelos a procesos distintos a los que le dieron origen. • aprenda a identificar, observar y describir a aquella parte del universo que atrae su atención y hace

objeto de su estudio, en particular el estudio de los gases y sustancias puras. • incorpore los conceptos y principios de la Termodinámica • incorpore los elementos teóricos básicos del campo de los procesos térmicos, los motores térmicos de

combustión interna, las máquinas de vapor, los sistemas de refrigeración y los procesos industriales que utilizan el aire como un insustituible elemento para el control de atmósferas y acondicionamiento de ambientes

• domine los mecanismos de la ciencia para plantear y resolver problemas de ingeniería en el ámbito de la transformación de una forma de energía en otra, particularmente del CALOR en TRABAJO, y de pasaje de CALOR de fuentes de baja temperatura a otras de temperatura superior.

• Adquirir la capacidad de resolver problemas termodinámicos reales a través de la elementos teóricos adquiridos

• aprenda a formular hipótesis simplificativas coherentes para la resolución de problemas complejos • adquiera competencias para codificar y decodificar información contenida en formato léxico, gráfico y

matemático • desarrolle habilidades para la comunicación de los problemas abordados, los procedimientos

realizados y los resultados obtenidos

3. ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE.



Gustavo Pulenta

Las clases tienen carácter teórico – práctico, integrando estrategias didácticas y actividades de aprendizaje de distinta índole: exposiciones del docente, resolución de problemas, análisis de animaciones, exhibiciones de videos, uso de simulaciones, etc.

De acuerdo con lo sugerido por la ordenanza Nº 643 se adoptará el sistema de dictado de la materia propiciando la participación activa del alumno, planteando situaciones reales y conduciéndolo en el uso de la bibliografía para encarar el análisis del problema real planteado y proponer las soluciones que, a su juicio, resulten las más adecuadas y aplicables desde el punto de vista técnico y práctico.

Se propiciará el máximo aprovechamiento de las actividades áulicas, para lo cual el alumno poseerá al inicio de la actividad del ciclo el programa analítico completo, la planificación de la asignatura, la bibliografía necesaria y el apoyo del docente.

Se propiciará el uso de tablas, gráficos y nomogramas para la obtención de propiedades de los sistemas que se estudian.

Se impulsará la realización de prácticas en laboratorio informático utilizando programas especializados, tales como el simulador EES (Engineering Equation Solver), y el All Props (supeditado a la disponibilidad de espacios equipados con PC para la cantidad de alumnos inscriptos, y al tiempo disponible).

El desarrollo de la mayoría de los temas se realiza de acuerdo con los contenidos de los textos de mayor difusión y actualidad, particularmente en los siguientes:

Yunus A. Cengel; Michael A. Boles Termodinámica. Mc GrawHill.

M.J. Moran, H.N. Shapiro, Fundamentos de termodinámica técnica, Reverté

J. B. Jones; R. E. Dugan. Ingeniería termodinámica. Prentice-Hall

Kennet Wark - Donald E. Richards. Termodinámica. Mc GrawHill

Termodinámica Técnica - Pedro Fernández Díez, Departamento de Ingeniería Eléctrica y Energética. Universidad de Cantabria

Material didáctico adicional utilizado en este curso está disponible en el sitio web de la cátedra, y en particular en la plataforma educativa de soporte.

METODOLOGÍA



Gustavo Pulenta

PLANIFICACIÓN

Termodinámica Técnica tiene una carga horaria de 128 hs, en un régimen semestral, con una carga de 8 hs semanales, distribuidas en dos clases semanales:

MIERCOLES de 19:00 hs a 22:00 hs

VIERNES de 19:00 hs a 22:00 hs

CLASES DE CONSULTA: el dictado de clases de consultas, evacuación de dudas y resolución de ejercicios se realizará en los siguientes horarios

MIERCOLES de 18:00 a 19:00 hs

JUEVES de 17 a 18 hs y de 19 a 20 hs

La metodología parte del planteo de problemas básicos de ingeniería, y busca que el alumno integre estas situaciones con sus conocimientos previos para la identificación de las distintas problemáticas abordadas en la asignatura, y las estrategias de solución, guiado por el docente

Generalidades

Se busca:

Construcción clara de los conceptos de manera inductiva y motivadora.

Sólida fundamentación científica.

Centrar el aprendizaje en el alumno.

Lenguaje preciso, pero al alcance del alumno.

Dinámica participación de los alumnos y del docente.

Aclaración mediante ejemplos de las eventuales dudas.

Generación de distintas instancias de evaluación continua

Cada unidad usualmente comienza planteando problemáticas concretas, buscando fomentar la participación y el debate de los

Teoría

Secuencia



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alumnos. Esto puede acompañarse de exposiciones breves, que no fomenten una actitud pasiva por parte del alumno. Se busca el apoyo de animaciones que ayuden a clarificar el funcionamiento de los mecanismos que describen los ciclos estudiados, acercando el estudio teórico a la realidad cotidiana conocida por el estudiante.

Se cierra la unidad con conclusiones sintéticas aportadas por los alumnos, lo que permite además evaluar su grado de aprendizaje.

Se brindan detalles sobre los textos más apropiados para el estudio.

Se busca:

La construcción simultánea de los conocimientos teóricos y su aplicación práctica, que le brinden sentido y aplicabilidad a los conceptos.

El uso apropiado de las nuevas tecnologías.

Generación de distintas instancias de evaluación continua.

Cada clase se ordenará de la siguiente forma:

Selección de problemas adecuados a los objetivos de la asignatura.

Resolución de los problemas aplicando los conceptos, principios y formulaciones discutidas.

Aclaración mediante ejemplos de las eventuales dudas.

Uso de tablas y programas informáticos para la búsqueda de propiedades termodinámicas

Uso de simuladores para la resolución de problemas en modo dinámico.

Aplicación a situaciones prácticas.

Práctica

Secuencia

Para comenzar el cursado, lo primero que debe realizar es familiarizarse con el sitio web de la cátedra, y con la plataforma educativa de soporte

Para comenzar



Gustavo Pulenta

Desde el sitio web de la Facultad Regional Mendoza

→ Oferta Educativa → Ingeniería Electromecánica → Plan de Estudio → Cátedras → Termodinámica Técnica

Sitio web

Desde el sitio web de la Facultad Regional Mendoza

http://www.campusvirtual.frm.utn.edu.ar/

Hacer "click" en Termodinámica técnica

Plataforma educativa de soporte

El primer día de clases se realiza la presentación de la cátedra, sus integrantes, los objetivos, el régimen de cursado, el cronograma de trabajo, el uso de medios y materiales disponibles para el curso, el sistema de evaluación y calificación, y el régimen de promoción de la asignatura.

Se aborda luego el tratamiento de la primera Unidad de la asignatura, del mismo modo que se tratarán las restantes, según lo descripto a continuación.

Primera clase

La modalidad de dictado de cursado intensivo, con evaluación continua y promoción directa, permite reducir los tiempos de cursado y los requeridos para finalizar la carrera. Sin embargo esto exige un esfuerzo y dedicación extras por parte del estudiante y de la cátedra. No es suficiente con la asistencia pasiva a clase para lograr las competencias de un Ingeniero, sino que es necesaria una participación activa y fundamentada. Es requerido por lo tanto que el alumno lea el tema del día antes de la clase, de acuerdo a la Planificación de la asignatura que se encuentra publicada en el aula virtual. Esto resulta imprescindible para aprovechar las horas de clase, dado que la carga horaria de la asignatura no permite el desarrollo de todos los temas del programa bajo la modalidad de clase magistral. La cátedra por su parte deberá planificar las actividades y comunicarlas de modo que el estudiante pueda conocerlas y utilizarlas.

Para conocer los temas sobre los que se debe leer antes de cada clase, se debe seguir los contenidos del programa analítico de la asignatura, que ha sido desarrollado con el contenido mínimo de temas que se requiere. El programa le servirá como guía de los temas a abordar, independientemente del libro de texto que elija, ya que cada uno de ellos tiene un orden diferente, y a su vez diferente del programa de la asignatura. La ayuda y orientación

Cursado

Lectura previa obligatoria



Gustavo Pulenta

del docente no son sustitutos de la bibliografía que se recomienda.

Las actividades a desarrollar durante el cursado consisten en: - Clases generales de discusión, con exposición a través de PC y cañón proyector, además del pizarrón.

- Resolución de Trabajos prácticos en grupo.

- Resolución de trabajos prácticos en laboratorio con utilización de PC y programas de simulación

Para acompañar el proceso se han elaborado distintas autoevaluaciones, que contienen preguntas del tipo verdadero-falso y/o de opción múltiple. Las respuestas están disponibles en la plataforma virtual, de modo que el alumno podrá contrastar sus respuestas con las correctas, y calificarse para tener una orientación de la marcha de su proceso de aprendizaje. La eventual diferencia entre las respuestas seleccionadas y las correctas deben inducir una reflexión para identificar la fuente del error. Si no se logra en forma autónoma, se puede consultar en clase.

Las autoevaluaciones sirven además como entrenamiento en la resolución de pruebas objetivas, de modo que el alumno tenga práctica con ellas al momento de realizar una evaluación que conduzca a calificaciones reales. Las autoevaluaciones no son obligatorias.

Autoevaluaciones

ESTRATEGIAS EVALUACIÓN

La promoción directa exige un régimen de evaluación continua, que en esta asignatura se concreta a través del seguimiento del desempeño de los estudiantes durante las clases, y en los resultados de las instancias de evaluación, siendo la última de carácter integradora.

La aprobación de los TP y otras actividades incluye la participación activa en la realización del mismo y la confección, entrega en tiempo y forma y aprobación de la carpeta de trabajos prácticos.

La evaluación de desempeño se concretará a través del seguimiento del alumno durante las discusiones en clase. Los

Evaluación continua



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aspectos a evaluar serán: actitud frente al trabajo en grupo, aporte de ideas en la resolución de problemas, material con el que concurre al aula (bibliografía, tablas, diagramas, etc.) conocimientos sobre el tema a tratar por lectura previa del material disponible, calidad de los trabajos individuales en cuanto a resultados, metodología en la resolución de problemas, justificación de las ecuaciones empleadas, presentación, entrega de cuestionarios y otros elementos que puedan utilizarse para incentivar la participación activa.

Las evaluaciones son teórico-prácticas, escritas y consisten en la resolución de problemas y respuestas a preguntas que requieren un análisis teórico - conceptual. Estas evaluaciones tratan sobre todos los temas desarrollados hasta el momento. La última evaluación tendrá el carácter de integradora, es decir incluirá todos los temas que se hayan tratado hasta el momento en que se realiza. Para aprobar cada evaluación es necesario aprobar tanto los aspectos prácticos como teóricos.

En caso de no aprobación de una evaluación, existirá una instancia de recuperación, que será programada antes de finalizar el período lectivo. En caso de acceder a una recuperación, la nota final correspondiente a la evaluación recuperada será la mayor obtenida.

Evaluaciones

Recuperatorio

Cada alumno debe asistir a las instancias de evaluaciones objetivas con sus propios elementos de trabajo personal, tales como:

Hojas, elementos para escribir (lápiz, lapicera, etc), elementos para corregir (goma de borrar, corrector, etc), regla, calculadora, Tablas de propiedades termodinámicas

No está permitido prestar ni intercambiar elementos de trabajo personal durante las evaluaciones. Tampoco se permite incluir anotaciones personales en las tablas utilizadas durante las evaluaciones.

Elementos requeridos para las instancias de evaluaciones

Se prohíbe el uso del teléfono celular durante la evaluación Debe permanecer apagado durante la misma.

No está permitido usar el celular en el modo calculadora para realizar cálculos en los exámenes

Elementos no permitidos para las instancias de evaluaciones



Gustavo Pulenta

Cada evaluación incluirá aspectos teóricos y prácticos. Los aspectos teóricos podrán incluir preguntas conceptuales que deberán ser contestadas en forma simple y concreta en caso de preguntas de desarrollo, o bien indicando la o las respuestas correctas en caso de ser preguntas de opción múltiple o de verdadero o falso.

Cada pregunta tendrá un puntaje máximo que será alcanzado en función del contenido expresado y de la claridad con que sea dada. Para la asignación de puntos se tendrá en cuenta:

• La correcta interpretación del enunciado (que será similar a los resueltos en el aula).

• La correcta representación esquemática del dispositivo donde se lleve a cabo el proceso o procesos involucrados si los hubiera.

• La clara identificación de los datos proporcionados por el enunciado y de aquellos que deban obtenerse de otras fuentes, con indicación fehaciente de la que se utilice.

• La identificación de los resultados complementarios y finales que se obtengan.

• La adecuada elección y uso de las ecuaciones que respondan al sistema que evoluciona y a los procesos involucrados.

• El correcto uso de unidades

• El resultado final en su parte numérica y dimensional.

• El análisis e interpretación del resultado

Contenidos de las evaluaciones

Calificación

Las evaluaciones se calificarán de acuerdo a lo dispuesto por la Ordenanza Nº 1549. De cada evaluación se obtendrá una calificación numérica en la escala del uno al diez.

Escala de calificaciones

Para la regularidad, la calificación mínima será de 4 (cuatro). Cuando la fracción fuera de 50 centésimos, se colocará el entero inmediato superior.

Para la promoción directa, la calificación mínima será de 6 (seis). Cuando la fracción fuera de 50 centésimos, se colocará el entero



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inmediato superior.

Las fechas de las evaluaciones se indican en la planificación de la cátedra, aunque pueden sufrir modificaciones durante el transcurso del curso, las que serán debidamente notificadas en clase y anunciadas a través de la plataforma educativa.

A título orientativo, la ubicación de las evaluaciones será la siguiente:

Primera evaluación 5ª semana

Segunda evaluación 9ª semana

Tercera evaluación 13ª semana

Recuperatorio 14ª semana

Evaluación Integradora 15ª semana

Recuperatorio y cierre 16ª semana

Fechas

La duración de las evaluaciones objetivas se estipula en tres horas reloj como máximo para las integradoras. Las evaluaciones parciales tendrán una duración de una hora 30 minutos.

Duración

Además de las autoevaluaciones, el alumno encontrará en la plataforma textos de evaluaciones que le servirán de entrenamiento. No son de resolución obligatoria.

Entrenamiento

La calificación de cada instancia de evaluación tendrá en cuenta la competencia demostrada en su resolución, así como el seguimiento continuo de su rendimiento durante el cursado, de acuerdo a la siguiente ponderación:

a- Calificación obtenida en la Evaluación 0,80

b- Evaluación de Desempeño 0,20

La calificación ponderada se obtendrá haciendo el producto entre la calificación obtenida en cada instancia (a y b) por su factor de ponderación.

Ejemplo:

Si en la primera evaluación obtuvo un puntaje de 8, y obtuvo 6 en la Evaluación de Desempeño correspondiente al mismo período,

Calificación de las instancias de evaluación



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la Calificación Ponderada resulta:

CP = (8 x 0,80) + (6 x 0,20) = 7,60 puntos

Cuando el resultado tenga una fracción decimal de 0,50 o superior, se colocará el número entero inmediato superior. En este caso corresponderá 8 (ocho)

La calificación final se obtendrá mediante el promedio de las calificaciones ponderadas de las evaluaciones.

Redondeo

Calificación final

Régimen de aprobación

El régimen de aprobación se rige de acuerdo con lo establecido por el Reglamento de Estudio de la UTN, ORDENANZA Nº 1549. Accederá a la REGULARIZACION de la asignatura los alumnos que cumplan con los requisitos exigidos según el art. 7.2.1 a) Obtener, según la polinómica establecida por la Catedra, nota igual o superior a 4 (Cuatro) e inferior a 6 (Seis). En ningún caso las notas o sus recuperaciones, pueden ser inferior a 4 puntos b) En caso de acceder a una recuperación, la nota a colocar será la mayor obtenida c) La nota final que se le colocará al estudiante será la de REGULARIZÓ y lo habilitará para rendir EXAMEN FINAL

Requisitos para alcanzar la regularidad

Aprobación Directa

Las condiciones de aprobación directa se basan en el régimen de

evaluación continua. Cuando el estudiante reúna las condiciones de

aprobación directa, no serán exigidas las asignaturas correlativas para

rendir especificadas en el plan de estudios.

Son condiciones de aprobación directa las siguientes:

•Cumplir con los prerrequisitos de inscripción a la materia según

diseño curricular.

•Asistir a clase. La inasistencia a más del 25% de las clases

establecidas, produce la baja del estudiante, salvo las excepciones

establecidas en el artículo 7.1.1.2 de la Ordenanza

•Cumplir con las actividades de formación práctica.

•Aprobar las instancias de evaluación.

•El estudiante que no apruebe alguna de las instancias de

evaluación, tendrá al menos una instancia de recuperación, lo cual

deberá consignarse en la planificación de cátedra.

• La calificación se expresará en número entero y en caso de

promedios con decimales se redondeará al valor más próximo. La nota

promedio de las instancias de evaluación aprobadas así obtenida será

la calificación definitiva de aprobación directa.

Requisitos para la Promoción Directa

Recuperatorio



Gustavo Pulenta

El Secretario Académico de la Facultad Regional podrá, con carácter

excepcional, aumentar el porcentaje de inasistencias previsto en el

punto anterior, hasta un máximo de CUARENTA por ciento (40%) de

acuerdo con el siguiente procedimiento:

a) Solicitud expresa del estudiante.

b) Fundamentación de la excepcionalidad solicitada.

c) Información por escrito del docente a cargo del curso en donde se

produzcan las ausencias con relación a las actividades del estudiante,

que permita valorizar su actuación académica.

d) En casos que excedan el porcentaje estipulado en el inciso 7.1.1.2.,

el Consejo Directivo, a solicitud del estudiante, podrá ampliar el

margen de inasistencia mediante idéntico procedimiento al establecido

en el inciso 7.1.1.2.

7.1.1.2. Excepciones al porcentaje máximo de inasistencias permitidas

Aprobación no directa - Examen final

El estudiante que habiendo demostrado niveles mínimos y básicos de aprendizaje no alcance los objetivos de aprobación directa, estará habilitado a rendir una evaluación final en los turnos de exámenes establecidos en el calendario académico.

El estudiante que se inscriba a examen final en un plazo no mayor a un (1) ciclo lectivo siguiente al de cursado, no le serán exigidas las asignaturas correlativas para rendir especificadas en el plan de estudios.

La evaluación final será tomada por tribunales examinadores constituidos como mínimo por TRES (3) profesores, preferentemente del área de conocimiento del respectivo Departamento, y en el que se designará un presidente. La responsabilidad sobre la confección del acta corresponderá al presidente del tribunal. La decisión respecto de la calificación se adoptará por simple mayoría. En los casos en los cuales no sea posible reunir en un mismo ámbito físico al tribunal examinador y/o al estudiante, las Facultades Regionales, con acuerdo de su Consejo Directivo, podrán recurrir al uso de las tecnologías de la información y la comunicación para llevar a cabo la evaluación

El programa sobre el cual versará la instancia de evaluación final será el programa analítico completo de la asignatura, aprobado por el Consejo Directivo y vigente al momento de rendir.

El resultado de la evaluación del estudiante estará expresado en números enteros dentro de la escala del UNO (1) al DIEZ (1 O). Para la aprobación de la asignatura se requerirá como mínimo SEIS (6) puntos. A los efectos que hubiere lugar, la calificación numérica precedente tendrá la siguiente equivalencia conceptual:

1/5 = Insuficiente 6 =Aprobado 7 =Bueno 8 = Muy Bueno 9 = Distinguido 10 =Sobresaliente La participación en el examen final debe realizarse respetando

No regularidad



Gustavo Pulenta

las siguientes pautas: El examen final puede desarrollarse, a criterio de la cátedra,

en forma oral, desarrollando los temas que le han sido solicitados en la pizarra, o bien en forma escrita, desarrollando los temas en papel.

El alumno debe asistir contando con los elementos necesarios: programa de examen de la asignatura, carpeta de trabajos prácticos visada por los docentes de la cátedra, lápiz y/o lapicera, papel, goma de borrar/corrector, regla, calculadora, tablas de propiedades termodinámicas.

Durante el examen no está permitido conversar con otros alumnos, ni consultar tablas o gráficos de propiedades termodinámicas que posean anotaciones.

El uso del celular no está permitido durante la evaluación; ni para su función específica ni en modo calculadora.

No aprobación

El estudiante que no haya demostrado niveles mínimos y básicos de

aprendizaje, se lo considerará Alumno Libre y deberá recursar la

asignatura


Planificación de TERMODINAMICA. 2017. Alejandro Pablo Arena, Erica Correa, Teresa Rauek, Gustavo Pulenta

Contenidos Estrategias Desarrollo

I IMPORTANCIA DE LA TERMODINÁMICA EN INGENIERÍA

Objetivos

Conceptuales: Que el alumno comprenda la problemática energética global, nacional y local, y su relación con la Termodinámica y la Ingeniería. del uso de unidades y sus equivalencias,

Que incorpore conceptos básicos de la asignatura que le permitan abordar otros más complejos durante el desarrollo de la asignatura. adquiera conciencia del significado de sistema y entorno

Procedimentales: Que el alumno adquiera práctica en el uso de las Unidades, Sistemas de Unidades más habituales en Termodinámica, las Escalas de Temperatura y las definiciones, privilegiando el uso del Sistema Internacional. Que interprete las definiciones y conozca la simbología a utilizar en el desarrollo de la asignatura. Que comprenda la relación de la asignatura con las demás materias de la especialidad y los enfoques profesionales. Contenidos

Presentación de material relacionado con la relación energía-desarrollo, las necesidades humanas, la evolución de los consumos energéticos, las crisis energéticas, los problemas ambientales, los desarrollos que condujeron a la estructuración de la Termodinámica. Las definiciones básicas de la asignatura.

1 clase



Termodinámica y Energía. Origen de la termodinámica. Las primeras máquinas térmicas. Breve reseña histórica. Modernas aplicaciones de la termodinámica

Definiciones: Sistema, Medio Ambiente, Límites del sistema, Universo Termodinámico. Criterios de enfoque. Clasificación de Sistemas y Límites. Concepto y definición de equilibrio termodinámico. Propiedades, parámetros, estado, evolución. Clasificación de propiedades. Clasificación de evoluciones o transformaciones. Unidades más usuales en Termodinámica. Energía y potencia. Definiciones y unidades. Formas de energía. Energía en transferencia y energía contenida.

II PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS PURAS

Objetivos

Conceptuales

Que el alumno se apropie correctamente de las características del comportamiento de las sustancias puras.

Procedimentales

Que el alumno pueda conocer y utilizar las tablas, gráficos y programas informáticos de propiedades, determinando valores de Psat, Tsat, Vsat; condición del sistema y cálculo de la

Presentación de los temas por parte de un docente

Reseña del material bibliográfico de base y complementario

Interacción docente alumno para clarificar y profundizar conceptos o aspectos prácticos, y evaluación del nivel de apropiación de los conceptos por parte de cada alumno.

Presentación general del software a usar (Engineering Equation Solver, All Props)

1 semana



calidad de un vapor húmedo.

Contenidos

Definición y comportamiento. Procesos de cambio de fase. Diagramas pv; pT y Tv de una sustancia pura. Superficie pvT de la sustancia pura. Estados de agregación: Fase vapor, Fase líquida y Fase sólida. Vapor saturado, vapor saturado húmedo, vapor sobrecalentado, líquido saturado, líquido comprimido. Fluidos supercríticos. Presión de vapor, temperatura de saturación. Título o calidad de un vapor húmedo. Tablas de propiedades de las sustancias puras.

III GASES IDEALES, REALES, MEZCLAS

Objetivos

Conceptuales

Que el alumno comprenda el comportamiento de las sustancias puras en la fase gaseosa y analice la relación P-V-T de las mismas. Procedimentales

Que el alumno pueda analizar los casos en que intervienen gases en distintas condiciones, en particular aquellas con

Exposición global de conceptos por parte de los docentes.

Análisis y discusión grupal.

Participación y trabajo en clase.

1 semana



presiones muy bajas, y mezclas de varias sustancias, diferenciándolas de las otras, y determinando las propiedades de las mismas en función de las propiedades de las sustancias puras.

Contenidos

El gas ideal o perfecto. Ecuación de estado para los gases ideales. Superficie de estado para el gas ideal. Mezclas de gases ideales. Leyes de Amagat y Dalton. Propiedades de una mezcla de gases ideales. El gas real. Ecuación de Van der Waals. Otras ecuaciones de estado para gases reales. Ley de los estados correspondientes. Factor de compresibilidad. Mezclas de gases reales. Propiedades de las mezclas de gases reales. Parámetros pseudocríticos y pseudoreducidos. Factor de compresibilidad de una mezcla de gases reales. Regla de Kay.

IV PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA PARA SISTEMAS CERRADOS

Objetivos

Conceptuales

Que el alumno maneje los mecanismos de la ciencia para plantear y resolver problemas de ingeniería en el ámbito de la


Reseña del material bibliográfico Interacción docente alumno para clarificar y profundizar conceptos o aspectos prácticos, y evaluación del nivel de apropiación de los conceptos por parte de cada alumno.

2 semanas



conservación de la energía en procesos realizados por sistemas de masa constante, donde se intercambia especialmente calor y trabajo con el medio ambiente.

Procedimentales

Que el alumno sea capaz de plantear y resolver un balance energético. Que diferencie los distintos modos en los que se transmite el calor, cuál es la fuerza motora del proceso, cuáles los mecanismos de transmisión y su relación con el medio a través del cual se propaga.

Contenidos

CALOR

Breve reseña histórica. Definición. Concepto. Capacidad calorífica. Calor específico. Calor específico verdadero o instantáneo, calor específico medio, variabilidad de los calores específicos. Cálculo de los calores intercambiados entre sistema y medio ambiente. Signos. Tablas. Principio Cero de la Termodinámica. Transmisión del Calor. Conducción. Convección. Radiación.

En las actividades prácticas, análisis y discusión grupal de consignas, ejemplos y ejercicios concretos. Participación y trabajo en clase. Uso de EES



TRABAJO

Definición. Concepto. Cálculo del trabajo transferido entre sistema y medio para distintos tipos de sistemas. Representación gráfica. Signos.

PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA

Su enunciación experimental. Formulación matemática para un sistema cerrado. Energía Interna y energía Total almacenada. Propiedades. Energía Interna de un gas ideal. Aplicación del primer principio para distintos tipos de evoluciones. Balance de energía de un sistema cerrado. Simplificaciones para sistemas en estado estacionario, procesos adiabáticos, procesos isocóricos, etc.

V PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINAMICA PARA SISTEMAS ABIERTOS

Objetivos

Conceptuales

Mostrar los mecanismos de la ciencia para plantear y resolver problemas de ingeniería en el ámbito de la conservación de la energía en procesos realizados por sistemas don

Procedimentales


Reseña del material bibliográfico. Interacción docente alumno para clarificar y profundizar conceptos o aspectos prácticos, Análisis y discusión grupal. Participación y trabajo en clase.

En las actividades prácticas, análisis y

1 semana



Que el alumno sea capaz de plantear y resolver un balance energético en sistemas trabajando en condiciones de flujo estable y no estable

Contenidos

Trabajo de circulación. Entalpía. Propiedades. Entalpía para un gas ideal. Balance de energía para sistemas abiertos. Simplificaciones para sistemas en estado estacionario, procesos adiabáticos, procesos isocóricos, etc Aplicación del primer principio para sistemas abiertos a distintos dispositivos comunes en ingeniería. Caldera, tobera, turbina, compresor, recipiente que se llena, recipiente que se vacía, etc. Transformaciones cuasiestáticas de sistemas constituidos por un gas ideal. Móvil perpetuo de primera especie

discusión grupal de consignas, ejemplos y ejercicios concretos. Participación y trabajo en clase

Uso de PC en laboratorio, para la simulación de los procesos (EES)

VI SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINAMICA

Objetivos

Conceptuales

Que el alumno comprenda que si bien la energía se conserva, no está garantizada la completa transformación entre distintos tipos de energía, en particular desde calor a trabajo por medio de una máquina térmica. Procedimentales


Reseña del material bibliográfico


En las actividades prácticas, análisis y discusión grupal de consignas, ejemplos y

1 semana



Que el alumno interprete el concepto de la irreversibilidad de los procesos reales. Que conozca la máquina térmica reversible y el ciclo de máximo rendimiento.

Que el alumno sea capaz de plantear y resolver un balance de entropía.

Contenidos

Generalidades. Enunciados. Reversibilidad e irreversibilidad en distintos procesos. Generalización a las transformaciones reales. Máquina térmica y frigorífica reversibles. Ciclo de CARNOT. Principios o Corolarios de CARNOT. Ciclos reversibles. Ciclo de CARNOT. Escala de temperaturas absoluta.

ejercicios concretos. Participación y trabajo en clase. Uso de EES

VII ENTROPÍA

Objetivos

Conceptuales

Conocer la propiedad que establece el sentido de las transformaciones y el equilibrio de los sistemas aislados. Procedimentales


Reseña del material bibliográfico.

Interacción docente alumno para clarificar y profundizar conceptos o aspectos prácticos, análisis grupal y evaluación del nivel de apropiación de los conceptos por parte de

2 semanas



Que el alumno sepa interpretar y usar los diagramas entrópicos

Que el alumno sea capaz de plantear y resolver un balance de entropía.

Contenidos

Teorema de CLAUSIUS. Formulación matemática del Segundo Principio. Entropía. Propiedades. Entropía para procesos ideales y reales. Entropía e irreversibilidad. El segundo principio como Principio de Aumento de la Entropía. Balance de entropía en sistemas cerrados y abiertos. La entropía como probabilidad de estados termodinámicos. Cálculo de la Entropía para gases ideales. Diagramas entrópicos para gases ideales y vapores. Aplicaciones. Móvil perpetuo de segunda especie.

cada alumno.

En las actividades prácticas, análisis y discusión grupal de consignas, ejemplos y ejercicios concretos. Participación y trabajo en clase. Uso de EES

VIII EXERGÍA

Objetivos

Conceptuales

Comprender cual es la energía utilizable y concientizar un uso racional de esa energía.

Procedimentales

Discusión grupal acerca de las limitaciones de los conceptos del primer principio de la termodinámica. Necesidad de utilizar un parámetro distinto.

Reseña del material bibliográfico de base

Reseña del material bibliográfico adicional

Interacción docente alumno para clarificar y

1 semana y media



Que el alumno comprenda cuál es la energía disponible y utilizable en distintas condiciones, y concientizar un uso racional de esa energía. que el alumno sea capaz de plantear y resolver un balance exergético.

Contenidos

Concepto y definiciones. Importancia. Determinación de la Exergía de una fuente térmica y de un cuerpo respecto de la atmósfera. Casos particulares. Exergía de un sistema cerrado. Exergía de un sistema abierto en flujo estable. Balance de exergía en sistemas cerrados y abiertos. Rendimiento exergético de las instalaciones.

profundizar conceptos o aspectos prácticos,.

IX CICLOS DE MOTORES A GAS Objetivos

Conceptuales

Que el alumno comprenda los mecanismos de transformación de energía térmica en trabajo trabajando con fluidos sin cambio de fase

Procedimentales

Conocer desde un punto de vista ideal los ciclos y rendimientos

Exposición global de conceptos. Presentación de los temas por parte de un docente

Reseña del material bibliográfico. Interacción docente alumno para clarificar y profundizar conceptos o aspectos prácticos, y evaluación del nivel de apropiación de los conceptos por parte de cada alumno.

Uso de EES para la resolución de

1 semana



térmicos de los motores de combustión interna y turbina a gas que se usan en la práctica.

Que comprenda cómo aplicar los principios termodinámicos para establecer posibles mejoras técnicas y de rendimiento.

Contenidos

Nociones elementales sobre combustibles y combustión. Definición de poder calorífico de un combustible. Estudio termodinámico de los ciclos ideales de aire y teóricos de aire combustible. Determinación del rendimiento térmico y aplicaciones. Ciclos: OTTO, DIESEL, SEMIDIESEL o SABATHE, BRAYTON. Representación en planos p-v y T-s.

actividades prácticas en laboratorio.

X CICLOS DE MÁQUINAS A VAPOR Conceptuales Conocer los distintos ciclos e instalaciones que se usan con fluidos condensables como el vapor de agua Procedimentales Que sea capaz de analizar las mejoras técnicas y de rendimiento que pueden realizarse. Comprender los diagramas donde se representan los ciclos Contenidos

Ciclo de Carnot para fluidos condensables. Rendimiento del ciclo y relación de trabajo. Ciclo de Rankine. Instalación



Interacción docente alumno para clarificar y profundizar conceptos o aspectos prácticos, y evaluación del nivel de apropiación de los conceptos por parte de cada alumno

Uso de EES para la resolución de actividades prácticas en laboratorio.

1 semana y una clase



necesaria para describirlo. Rendimiento termodinámico. Mejoras que se introducen para aumentar su eficiencia. Ciclo con recalentamiento. Ciclo con doble expansión y recalentamiento intermedio. Ciclo regenerativo. Ciclo con extracciones múltiples. Representación gráfica en el diagrama T - s y h - s.

XI CICLOS DE REFRIGERACIÓN O FRIGORÍFICOS

Conceptuales

Que el alumno comprenda los mecanismos de utilización de trabajo mecánico para la transferencia de calor desde fuentes de baja temperatura a otras de mayor temperatura Procedimentales

Que interprete los fundamentos básicos de la refrigeración, y analice y represente los distintos ciclos y esquemas de las instalaciones.

Contenidos

Ciclos frigoríficos con dos y tres fuentes térmicas. Bomba de calor. Ciclo inverso de Carnot. Efecto frigorífico y efecto calorífico. Coeficiente de efecto frigorífico y calorífico. Ciclo en régimen seco. Mejoras para aumentar la eficiencia. Ciclo con




Visita a laboratorio de refrigeración.


1 semana y una clase



doble compresión y refrigeración intermedia. Ciclo con subenfriamiento o de doble expansión.

XII AIRE HÜMEDO Objetivos

Conceptuales

Que el alumno aplique los conceptos de mezcla de gases al caso del aire húmedo.

Procedimentales

Que el alumno comprenda los problemas de acondicionamiento de ambientes y uso de tablas y diagramas

Contenidos

Definición y usos. Composición. Propiedades que lo definen. Humedad absoluta. Humedad absoluta máxima. Grado de saturación. Presión relativa. Entalpía. Temperatura de bulbo húmedo. Psicrómetro. Temperatura de saturación adiabática. Temperatura de rocío. Diagrama Psicrométrico. Diagrama entálpico. Procesos con aire húmedo. Mezclas de aire húmedo





1 semana

TODAS Revisión de trabajos y evaluaciones de casos especiales Discusión de temas de consulta. Evaluación. Coloquio



Gustavo Pulenta

Cronograma 2017

El siguiente cronograma puede sufrir modificaciones durante el desarrollo de la asignatura

Miércoles Viernes

P E T P E T

Semana 1

6-10 de marzo

Primer módulo Intro U2

Segundo módulo U1 U2

Tercer módulo

Semana 2

13-17 de marzo

Primer módulo U2P U3

Segundo módulo U2P U3

Tercer módulo

Miércoles Viernes

P E T P E T

Semana3

20-24 de marzo

Primer módulo U3P Día de la memoria

Segundo módulo U3P

Tercer módulo

Semana 4

27 de marzo - 31

de marzo

Primer módulo U4 U4P

Segundo módulo U4 U4P

Tercer módulo

Miércoles Viernes

P E T P E T

Semana 5

3 - 7 de abril

Primer módulo 1era

eval

1era

eval

U5

Segundo módulo 1era

eval

1era

eval

U5

Tercer módulo

Semana 6

Primer módulo U5P Viernes santo

Segundo módulo U5P



Gustavo Pulenta

10-14 de abril Tercer módulo

Miércoles Viernes

P E T P E T

Semana 7

17-21 de abril

Primer módulo U6 U7

Segundo módulo U6 U7

Tercer módulo

Semana 8

24-28 de abril



Tercer módulo

Miércoles Viernes

P E T P E T

Semana 9

1-5 de mayo

Primer módulo 2da

eval

2da

eval

U8P

Segundo módulo 2da

eval

2da

eval

U8P

Tercer módulo

Semana 10

8-12 de mayo



Tercer módulo

Miércoles Viernes

P E T P E T

Semana 11

15-19 de mayo



Tercer módulo

Semana 12

22-26 de mayo



Tercer módulo

Miércoles Viernes

P E T P E T

Semana 13 Primer módulo 3ra 3ra U11



Gustavo Pulenta

29 de mayo - 2 de

junio

eval eval

Segundo módulo 3ra

eval

3ra

eval

U11

Tercer módulo

Semana 14

5-9 de junio

Primer módulo Rec

Rec U11P

Segundo módulo Rec Rec Rec U11P

Tercer módulo

Miércoles Viernes

P E T P E T

Semana 15

12 de junio - 16 de

junio

Primer módulo Eval Int Eval Int Eval Int U12TP U12TP

Segundo módulo Eval Int Eval Int Eval Int U12TP U12TP

Tercer módulo

Miércoles Viernes

P E T P E T

Semana 16

19 -23 de junio

Primer módulo Rec Rec Rec Corr

C TP

Segundo

módulo

Rec Rec Rec Corr

C TP

Tercer módulo

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