UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

TERMODINMICA

Profesor:Oscar lvareze-mail: oalvarez@uniandes.edu.coAsistente Docente: Sandra Carolina Navarrete

Cdigo del curso: IQUI-2020N Crditos: 3Intensidad: 3 horas/semanaN Seccin: 1

Horario de clase: MagistralMircoles y viernes 7:00 AM a 8:20 AM (R 210)

ComplementariaLunes7:00 AM a 8:20 AM (O 402)Lunes 11:30 AM a 12:50 PM(LL 302)Lunes5:00 PM a 6:20 PM (AU 102)

LaboratoriosMartes2:00 PM a 3:20 PM; Martes 3:30 PM a 4:50 PM; Jueves 2:00 PM a 3:20 PM; Jueves 3:30 PM a 4:50 PM.

DESCRIPCIN DEL CURSOFundamento terico:Este es un curso bsico de Ingeniera, cuyo enfoque para los Ingenieros Qumicos est relacionado con el manejo de las leyes de la termodinmica aplicadas principalmente a las sustancias puras.

Docencia:Este curso tiene como funcin complementaria la transicin de la forma como los estudiantes enfrentan un problema fsico. Es decir, pasar de utilizar la aplicacin de un algoritmo a utilizar como punto de partida criterios de Ingeniera para la solucin de problemas.

Ubicacin dentro del Pensum:Termodinmica es un curso que comienza una lnea, por lo tanto genera una serie de bases a los siguientes cursos:

Equilibrio de fases (Prerrequisito)Compresin, evaluacin y aplicacin de las propiedades termodinmicas de los fluidos, como las bases para el estudio del equilibrio de fases.

Fundamentos de procesos Industriales (propuesta en el pensum) Conocimientos de balances de energa a nivel de una unidad de proceso, para luego ser extrapolados a un proceso completo.

Aplicacin General Este es un curso que maneja conceptos bsicos para cualquier curso de Ingeniera Qumica que se encuentra en un orden superior en el pensum. Los conceptos enseados en este curso sern aplicados a lo largo de todos los cursos tcnicos de la carrera.

Elementos centrales:

Leyes de la Termodinmica: Ley cero, primera ley, segunda ley, aplicaciones de estas leyes a una unidad de proceso. Propiedades Termodinmicas: Energa Interna, entalpa, entropa, energa libre de Gibbs , propiedades residuales.

Objetivos

El estudiante al finalizar el curso debe:

1. Comprender los vnculos de la termodinmica con los dems fenmenos y ciencias que constituyen los fundamentos de la Ingeniera Qumica.2. Utilizar fundamentos y herramientas de ciencias bsicas en ingeniera para la solucin de problemas.3. Describir las similitudes, diferencias o relaciones entre conceptos fundamentales de la termodinmica como: propiedades y estado termodinmico, funciones de estado y funciones de trayectoria, ciclos termodinmicos, trabajo y calor.4. Definir con sus propias palabras los conceptos de energa interna, entalpa, entropa, equilibrio termodinmico y reversibilidad.5. Calcular propiedades termodinmicas de sustancias puras a travs del conocimiento de otras propiedades termodinmicas y de soluciones analticas y numricas de ecuaciones de estado.6. Representar correctamente en diagramas de propiedades termodinmicas los cambios de estado presentados en sustancias puras durante procesos tpicos de Ingeniera Qumica.7. Calcular la factibilidad de unidades de procesos tpicas en Ingeniera Qumica mediante la utilizacin de la primera y segunda ley de la termodinmica.8. Demostrar habilidades para la toma y anlisis de datos experimentales en diversos procesos termodinmicos.

Habilidades para:

Aplicar el conocimiento de matemticas, ciencia e ingeniera. (Outcome A)Disear y conducir experimentos, as como para analizar e interpretar datos. (Outcome B)Identificar, formular y resolver problemas de ingeniera. (Outcome E)Comunicarse efectivamente (Outcome G)Utilizar las tcnicas, destrezas y herramientas modernas de la Ingeniera Qumica necesarias para la prctica de la ingeniera. (Outcome K)

METODOLOGA

El curso se llevar a cabo a travs de las siguientes actividades: Clases magistrales: el profesor expondr e ilustrar diferentes temas. Sesiones Complementarias: el asistente docente realizar ejercicios que complementan los temas expuestos en las clases magistrales. Tareas y Lecturas: los estudiantes debern leer antes de cada clase el tema correspondiente a esta y realizarn ejercicios para reforzar los temas vistos en clase (Quiz terico de mximo 30 minutos de duracin realizado en el horario de la clase). En el enunciado de cada quiz se establecern las reglas especiales del mismo. Monitorias: los estudiantes desarrollarn ejercicios como preparacin para los parciales con la ayuda del monitor del curso en horarios diferentes al de la magistral y la sesin complementaria. Proyectos: se realizarn prcticas terico-experimentales para el refuerzo de los conceptos vistos en clase.

PROGRAMA1. Introduccin, SEMANA 1 (repaso por parte exclusivamente del estudiante).

Sistemas termodinmicos Unidades de masa, temperatura, tiempo y fuerza Sistemas de Unidades Ley cero de la termodinmica Presin, trabajo, energa y calor El proceso reversible.

Lecturas:Captulo 1 de los librosSMITH J. M, VAN NESS H.C, ABBOTT M. M, Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics. Seventh edition, Mc Graw Hill. SANDLER S, Chemical and Engineering Thermodynamics. Third edition, John Wiley & Son.KYLE B.G, Chemical and Process Thermodynamics. Third edition, Prentice Hall.Captulo 2 del libroTESTER J, MODELL M. Thermodynamics and Its applications. Third edition. Prentice Hall.

2. Primera ley de la termodinmica, SEMANAS 2, 3 y 4.

Energa interna, entalpa y calores especficos Procesos de flujo continuo en estado estacionario Procesos con volumen, presin y temperatura constantes Procesos reversibles

Lecturas:Captulo 2 de los librosSMITH J. M, VAN NESS H.C, ABBOTT M. M, Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics. Seventh edition, Mc Graw Hill. KYLE B.G, Chemical and Process Thermodynamics. Third edition, Prentice Hall.

3. Propiedades volumtricas de los fluidos puros, SEMANAS 5, 6, 7 y 8.

Comportamiento PVT de las sustancias puras Diagrama termodinmicos Ecuacin de Virial El gas ideal Ecuaciones cbicas de estado Correlaciones generalizadas para lquidos y gasesAplicacin en balances energticos para:Turbinas, Compresores, Vlvulas de estrangulamiento, Bombas

Lecturas:Captulo 3 de los librosSMITH J. M, VAN NESS H.C, ABBOTT M. M, Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics. Seventh edition, Mc Graw Hill. KYLE B.G, Chemical and Process Thermodynamics. Third edition, Prentice Hall.Captulo 4 del libroWARK K. Termodinmica. Quinta edicin, Mc Graw Hill.

4. Parcial 1, SEMANA 8 (mircoles ejercicios de repaso y viernes parcial).

5. Semana de trabajo individual, SEMANA 9.

6. Efectos calricos, SEMANAS 10 y 11 (viernes de la semana 10 no hay clase magistral).

Efectos del calor sensible Calores latentes de sustancias puras Calores de reaccin

Lecturas:Captulo 4 del libroSMITH J. M, VAN NESS H.C, ABBOTT M. M, Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics. Seventh edition, Mc Graw Hill. Captulo 14 del libroWARK K. Termodinmica. Quinta edicin, Mc Graw Hill.

7. Segunda ley de la termodinmica, SEMANAS 12, 13 y 14. Enunciado de la segunda ley Entropa y cambios entrpicos Balance de Entropa Ciclo Rankine de vapor

Lecturas:Captulo 5 del libroSMITH J. M, VAN NESS H.C, ABBOTT M. M, Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics. Seventh edition, Mc Graw Hill. Captulo 4 del libroKYLE B.G, Chemical and Process Thermodynamics. Third edition, Prentice Hall.Captulo 8 (seccin 8.1) del libroSMITH J. M, VAN NESS H.C, ABBOTT M. M, Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics. Seventh edition, Mc Graw Hill.

8. Parcial 2, SEMANA 15 (mircoles ejercicios de repaso y viernes parcial).

9. Propiedades termodinmicas de los fluidos SEMANAS 14 y 16.

Relacin entre las propiedades para fases homogneas Propiedades residuales Sistemas de dos fases Correlaciones generalizadas de propiedades para gases y lquidos Aplicaciones enTurbinasCompresoresVlvulas de estrangulamiento Bombas

Lecturas:Captulo 6 del libroSMITH J. M, VAN NESS H.C, ABBOTT M. M, Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics. Seventh edition, Mc Graw Hill. Captulo 7 del libroSMITH J. M, VAN NESS H.C, ABBOTT M. M, Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics. Seventh edition, Mc Graw Hill.

EVALUACIN Y CALIFICACIN

La calificacin del curso se llevar a cabo de la manera que se muestra en la siguiente tabla:ACTIVIDADCARCTERVALOR (%)FECHA

Tareas (quices y talleres)Individual20

Parcial 1Individual20Semana 8

Parcial 2Individual20Semana 14

ExamenIndividual25

Trabajo prcticoGrupal15

Reglas de juego para la calificacin:Para aprobar el curso es indispensable obtener una nota final mayor o igual a 3.00 sin aproximaciones. Para notas superiores a 3,0 la aproximacin se realizar a 3,5; 4,0; 4,5; o 5,00 a partir de dos cifras significativas. Para notas inferiores a 3,0 no se realizar aproximacin y se reportar la nota hasta dos cifras decimales.

BIBLIOGRAFA

Libro gua: SMITH J. M, VAN NESS H.C, ABBOTT M. M, Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics. Seventh edition, Mc Graw Hill.

RECOMENDACIONES GENERALES

Recomendaciones para la comunicacin entre estudiantes y profesor:

Por favor no envi correo directamente a la direccin del profesor. Utilice la herramienta de corre en Sicua+. Horario de atencin profesor: mircoles y viernes de 8:30 AM a 11:30 AM.

Recomendaciones para la resolucin de dudas:

S el estudiante tiene una duda, debe seguir las reglas de convivencia del Departamento de Ingeniera Qumica. Es decir, debe intentar resolverla primero con la ayuda de los libros. S an no la ha aclarado, debe buscar un compaero e intentar resolverla nuevamente. Si la duda persiste debe acudir al asistente docente en los horarios establecidos. En el caso que nadie responda, entonces es hora de consultar al profesor.

En el caso de consultar al profesor en su oficina, tenga en cuenta lo siguiente:

a) Asegrese de cumplir el horario de atencin establecido.b) S el profesor se encuentra atendiendo a alguien cuando usted llega, espere a ser llamado en la recepcin del departamento, no en el pasillo de las oficinas.

Recomendaciones de actitud en clase:

Se espera que los estudiantes conserven una actitud de permanente respeto por sus compaeros y su profesor. Por lo tanto, se recomienda:

Apagar el celular antes de entrar al saln de clase. Llegar temprano al saln de clase. La universidad da un tiempo de 10 minutos de desplazamiento entre clases. El estudiante debe hacer respetar ese tiempo por todos sus profesores. Llevar a clase los materiales necesarios para participar activamente: libros, tablas, calculadora, etc.

Nota acerca del significado de los crditos de un curso:

Segn el reglamento de la universidad, cada crdito inscrito significa una carga de una hora de asistencia a clase y 2 horas de trabajo por fuera de clase, de manera que este curso tiene una carga de 3 horas asistidas a clase y 6 horas de trabajo por fuera de clase, que incluyen tareas, lectura previa de los temas que se van a tratar en clase, trabajo en proyectos, entre otros.

Si, por alguna razn usted nota que dedica menos horas a la semana a este curso, es porque est dejando de hacer algo, que igual tendr que realizar luego.

No se tendr en cuenta un control de asistencia, pero se espera que los estudiantes tengan una actitud responsable ante su presencia en clase. Departamento de Ingeniera Qumica 5 Carrera 1 E N 19 A 40 Bogot, Colombia Tel. (57.1) 3 394949 339999 Exts: 3098-3095 Fax. (57.1)3 324334 http://www.ingeniera.uniandes.edu.co - E-mail: ingquimica@uniandes.edu.co