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SILABO DE TERMODINMICA I

I. IDENTIFICACIN:

1.1. EXPERIENCIA CURRICULAR : Termodinmica I

1.2. PARA ESTUDIANTES DE : Ingeniera Mecnica

1.3. CODIGO DE ASIGNATURA : 1517.

1.4. DEPARTAMENTO ACADEMICO : Mecnica y Energa.

1.5. CICLO DE ESTUDIOS : V

1.6. AO Y SEMESTRE ACADEMICO : 2010 II.

1.7. EXTENSIN HORARIA : 06 horas semanales.

1.7.1. N Horas Semanal de Teora : 03 horas. (Aula A-1)

1.7.2. N Horas Semanal de Prctica : 02 horas. (Aula M-2)

1.7.3. N Horas Semanal de Laboratorio : 01 hora. (Lab. Mec. Fluidos)

1.7.4. N total de horas / semestre : 96 horas.

1.8. NUMERO DE CREDITOS : 04.

1.9. PRE- REQUISITOS : Fsica II. (1476)

Matemtica IV. (1483)

1.10. NIVEL DE EXIGENCIA : Pre -Grado

1.11. REGIMEN DEL CURSO : Obligatorio.

1.12. DOCENTE RESPONSABLE : Ms. Ing. Luis Julca Verstegui.

1.13. DURACIN : 16 Semanas.

1.13.1. FECHA DE INICIO : 25 de Octubre del 2010.

1.13.2. FECHA DE TRMINO : 12 de Febrero del 2011.

II. FUNDAMENTACIN Y DESCRIPCIN:

La TERMODINMICA como una ciencia de la Ingeniera, se interesa en brindar los principios

para relacionar las propiedades de la materia, estudiar los Sistemas y cmo stos

interaccionan con su Entorno ampliando su aplicacin a los sistemas a travs de los cuales

fluye materia.

La asignatura se dirige a introducir al estudiante en algunos conceptos y definiciones

fundamentales sobre la potencia motriz del calor y la capacidad para producir trabajo, de

manera que pueda entender incluso los problemas ms complejos, formularlos e interpretar

los resultados.

Los ingenieros utilizan los principios derivados de la termodinmica y otras ciencias de la

ingeniera para analizar y disear objetos destinados a satisfacer las necesidades humanas. En

el rea de la termodinmica tcnica en el mbito profesional, los ingenieros tratan

primordialmente procesos, dispositivos, instalaciones y sistemas, en los cuales el conocimiento

de la TERMODINMICA es esencial para diseos eficientes as como para evaluaciones de

mantenimiento o toma de decisiones, buscan perfeccionar los diseos, mejorar el

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rendimiento, el aumento en la produccin, reduccin de consumo de energa y costos totales

o un menor impacto ambiental.

El curso completo se desarrolla en dos ciclos, en el primer curso, comprende los lineamientos

fundamentales para la aplicacin de las leyes, el clculo y anlisis energtico de mquinas

trmicas en funcin de los parmetros termodinmicos de estado y de procesos que

experimentan los fluidos operantes.

La comprensin y aprendizaje ptimo del curso permitir al alumno desenvolverse de manera

eficiente en los cursos de Termodinmica II, Mecnica de Fluidos, Motores de Combustin

Interna, Transferencia de Calor, Centrales de Produccin de Energa, Turbomquinas y

Mquinas de Expulsin y Refrigeracin. As la Termodinmica no es un tema de inters

puramente acadmico, se trata de un campo con una importancia y aplicacin sumamente

extensa tanto en nuestras experiencias cotidianas como desde el punto de vista de la

tecnologa moderna, que exige al mbito industrial optimizar sus procesos.

III. APRENDIZAJES ESPERADOS:

3.1 Descr ibir los conceptos y pr incipios bsicos de la Termodinmica que permitan

comprender como se realiza la transferencia y transformacin de las diferentes

formas de energa en forma de calor y de trabajo.

3.2 Interpretar y util izar tablas de gases y vapores para resolver las ecuaciones que

relacionan las diferentes magnitudes de estado y evaluar y analizar los cambios

de estado que realiza un fluido operante en un proceso termodinmico.

3.3 Adquirir los conceptos y elementos necesarios para el anlisis de procesos y ciclos de

transformacin de energa en sistemas cerrados y abiertos.

3.4 Comprender, describir y desarrollar los procesos industriales bsicos donde existe

transformacin de energa por medio de balances energticos y exergticos.

3.5 Desarrollar proyectos de investigacin para aplicar los lineamientos tericos y

complementarlos con otras materias y disciplinas.

3.6 Desarrollar iniciativa e inters por el estudio de nuevas mquinas trmicas o procesos de

transferencia de energa aplicables en la industria energtica.

3.7 Organizar, interpretar y descubrir la aplicacin y representacin de los procesos

termodinmicos, generando inters e iniciativa por la bsqueda de resultados de manera

precisa y rpida.

Actitudes

3.1 Reconoce la importancia de la Termodinmica en su desarrollo profesional a travs de

su creatividad e imaginacin.

3.2 Valora los criterios y procedimientos de la termodinmica como un medio de mejora y

satisfaccin de soluciones a necesidades humanas e industriales.

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3.3 Respeta, reflexiona y critica ideas ajenas producidas y se enmarca en el trabajo de

grupo y dirigencial.

3.4 Reconoce y valora la utilidad de los conocimientos tericos y de experimentacin en el

desarrollo tecnolgico y cientfico para realizar proyectos de diseo y perfeccionamiento.

IV. PROGRAMACIN:

UNIDAD DE APRENDIZAJE 01:

Denominacin:

CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y TERMINOLOGA

Perodo de Ejecucin: Del 25/10/10 al 06/11/10 Duracin: 02 semanas

Objetivos de Unidad:

1. Describir e interpretar las propiedades termodinmicas de las sustancias para

distintos estados y diferencia magnitudes de estado y de proceso.

2. Aplicar los conceptos y definiciones principales de la termodinmica representando

transformaciones y dispositivos como procesos y sistemas termodinmicos,

despertando inters por el anlisis de las propiedades de las sustancias y de las

mquinas trmicas.

Contenidos Conceptuales:

Semana Contenidos Mtodos y Tcnicas

01 y 02

Introduccin

La termodinmica para el Ingeniero Mecnico

Propiedades Termodinmicas: Presin y temperatura

Portador de energa o sustancia de trabajo

Sistema termodinmico. Volumen de control

Equilibrio termodinmico. Estado, fase

Magnitudes y ecuaciones del estado

Cambios de estado: definicin

Procesos y Ciclos Termodinmicos.

Ley cero de la termodinmica

Exposicin

Ejemplos de transferencia

de energa y sustancias de

trabajo.

Laboratorio: Medicin de

Parmetros de Estado.

UNIDAD DE APRENDIZAJE 02:

Denominacin:

PRIMERA LEY DE LA TERMODINMICA, SUSTANCIAS PURAS

Y SEGUNDA LEY DE LA TERMODINMICA

Perodo de Ejecucin: Del 08/11/10 al 31/12/10 Duracin: 08 semanas

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Objetivos de Unidad:

1. Interpretar, describir y aplicar los principios de la Ley de la Conservacin de la

Energa, las diferentes formas de transferencia de energa realizando un anlisis

energtico de ciclos termodinmicos de sistemas cerrados.

2. Interpretar, describir y aplicar los principios de la Ley de la Conservacin de la

masa y de la Energa, las diferentes formas de transferencia de energa

realizando un anlisis energtico de los procesos termodinmicos de sistemas

abiertos.

3. Describe e interpreta la propiedad termodinmica Entropa, que se presentan por

la transferencia de calor en las fronteras de los sistemas.

4. Interpreta, describe y aplica los conceptos de la Segunda Ley de la

Termodinmica realizando un anlisis energtico de ciclos termodinmicos de

sistemas cerrados y abiertos estableciendo la existencia y validez de los procesos.

5. Desarrolla por iniciativa informacin adicional y complementaria a los temas

tratados mostrando inters por la investigacin y ejecucin de proyectos,

ensayos y clculos termoenergticos de mquinas y dispositivos resaltando el

perfeccionamiento del diseo y de su funcionamiento.

6. Resuelve y sustenta situaciones problemticas en forma individual o grupal,

referidas al tema tratado demostrando inters y motivacin tomando conciencia

de la importancia de la Termodinmica en el desarrollo y aplicacin de la

Ingeniera Mecnica.

Contenidos Conceptuales:

Semana Contenidos Mtodos y Tcnicas

03

Calor : definicin, convencin de signos

Primera Ley de la Termodinmica: Sistemas cerrados.

Trabajo: definicin, convencin de signos. Tipos.

Exposicin.

Seminario de problemas

Ejemplos de aplicacin

Laboratorio: 1ra. Ley de la

Termodinmica.

04

Primera Ley de la Termodinmica: Sistemas Abiertos.

Primera Prctica Calificada.

Primera ley para un volumen de control (VC).

Anlisis energtico de volmenes de control.

Seminario de problemas

Evaluacin de desarrollo.

Laboratorio: 1ra. Ley de la

Termodinmica con

sistemas abiertos.

05 y 06

Superficie termodinmica. Diagrama P-V. P-T, T-V

Propiedades de las sustancias puras, mezcla bifsica

(liquido-vapor). Comportamiento general de una Sustancia

Seminario de problemas

Ejemplos de aplicacin

Visitas Tcnicas.

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pura. Propiedades del Vapor de Agua y otras sustancias.

Primer Examen Parcial.

Manejo de tablas y bacos.

Evaluacin de desarrollo

07

Segunda Ley de la Termodinmica.

Consecuencias del segundo principio.

Exposicin.

Ejemplos de aplicacin.

08

Mquinas trmicas y rendimiento.

Procesos reversibles e irreversibles.

Ciclo de Carnot. Trabajo Mximo

Exposicin.

Seminario de problemas

Laboratorio: 2da. Ley de la

Termodinmica para

Mezclas bifsicas.

09 y

10

Entropa: Procesos isoentrpicos. Eficiencias isoentrpicas.

Desigualdad de Clausius. Principio del incremento de

entropa. Entropa del universo. Diagrama T-s y h-s para la

sustancia pura.

Segunda Practica Calificada

Seminario de problemas

Ejemplos de aplicacin

Laboratorio: 2da. Ley de la

Termodinmica para

Mezclas bifsicas.

UNIDAD DE APRENDIZAJE 03:

Denominacin:

PROPIEDADES TERMODINMICAS DE LOS GASES Y MEZCLAS REALES E

IDEALES

Perodo de Ejecucin: Del 03/01/11 al 12/02/11 Duracin: 06 semanas

Objetivos de Unidad:

1. Aplica e interpreta las ecuaciones de estado y relaciones termodinmicas para los

gases ideales describiendo los procesos y ciclos de mquinas y dispositivos

trmicos.

2. Aplica e interpreta las ecuaciones de estado y relaciones termodinmicas para

los gases reales describiendo los procesos y ciclos de mquinas y dispositivos

trmicos.

3. Determina analticamente las propiedades termodinmicas que se presentan por

la mezcla de gases ideales.

4. Desarrolla, interpreta y aplica las ecuaciones fundamentales de las

corrientes de gases y vapores a la construccin y empleo de la carta

psicromtrica.

5. Interpreta, describe y aplica los conceptos del Anlisis Exergtico de los procesos

y ciclos termodinmicos de las mquinas trmicas.

Contenidos Conceptuales:

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Semana Contenidos Mtodos y Tcnicas

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Procesos Termodinmicos de los gases Ideales

El cambio politrpico reversible de gases ideales:

definicin. Derivacin del politrpicos: el iscoro. isbaro,

isotermo y el adiabtico.

Ciclos Termodinmicos con Gases Ideales.

Exposicin.

Ejemplos de aplicacin

Recopilacin de

Informacin de Mquinas

Trmicas.

11 y 12

Segundo Examen Parcial

Gases Reales. Ecuaciones de estado de gases reales.

Representacin en los diagramas P-V, P.T, T-V Anlisis de

corrientes de gases y vapores

Exposicin.

Ejemplos de aplicacin.

Recopilacin de

Informacin de Mquinas

Trmicas.

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Mezcla de gases ideales. Fraccin de masa y fraccin molar

para una mezcla de gases ideales.

Estrangulacin de gases y vapores.

Tercera Practica Calificada

Exposicin.

Ejemplos de aplicacin

Laboratorio: Laboratorio:

Toberas y Difusores.

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Aire hmedo. Entalpa del aire hmedo. Aplicacin

tecnolgica de aire hmedo. Anlisis termodinmico de

instalaciones de aire acondicionado.

Exposicin Conferencia.

Laboratorio: Medicin de

Parmetros de Estado del

aire hmedo.

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Anlisis Exergtico. Trabajo reversible e irreversibilidad.

Transferencia de exerga y balance de exerga en sistemas

cerrados y volmenes de control.

Ejemplos de transferencia

de energa y sustancias de

trabajo. Ejemplos de

Aplicacin.

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Tercer Examen Parcial.

Sustentacin de Proyectos finales del curso.

Evaluacin de desarrollo.

Sustentaciones de trabajos

prcticos. Panel forum.

17 EXAMEN DE APLAZADOS.

Evaluacin de desarrollo.

V. ESTRATEGIAS DE ENSEA NZA:

Las clases se desarrollaran con conferencias magistrales, Dinmicas de grupo y talleres.

Se buscar el redescubrimiento cientfico por el alumno, capacidad de aplicacin y

capacidad operativa, por ello las generalizaciones se puntualizarn y se buscar la

elaboracin de algoritmos de clculo por cada alumno.

Mtodos Activos en la ejecucin y control del aprendizaje.

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Motivacin a travs de problemticas reales y desequilibrantes que originan un conflicto a

nivel cognoscitivo.

Permanente asesoramiento acadmico y seguimiento en el proceso evaluativo de cada

alumno.

En las prcticas se promover el planteamiento de soluciones alternativas a

planteamientos ya existentes descubriendo la optimizacin del mismo.

VI. ACTIVIDADES DE EXTENSIN:

Realizar visitas tcnicas a empresas o talleres para complementar y discernir sobre

aplicaciones de la Termodinmica.

Realizar proyectos de Clculos y auditoras termoenergticos de mquinas y dispositivos

trmicos.

VII. MEDIOS Y MATERIALES:

Se usaran en el desarrollo de esta asignatura como medios y materiales lo siguiente:

7.1. Libros especializados

7.2. Separatas de aprendizaje

7.3. Transparencias

7.4. Computadoras e internet

7.5. Software de programacin y simulacin.

7.6. Plumones, tizas y pizarras.

7.7. Equipos e instrumentos del laboratorio de Mecnica de Fluidos e Hidrulica.

7.8. Equipos e instrumentos del laboratorio de Motores de Combustin Interna.

VIII. EVALUACIN:

CRITERIOS Y SISTEMA DE EVALUACION DEL ESTUDIA NTE:

La evaluacin de esta asignatura sigue el reglamento general de Evaluacin de la U.N.T.

La evaluacin ser por unidades de aprendizaje y en sistema vigesimal. Las fracciones

se mantendrn en notas de unidad, se procede al redondeo en nota final.

Los exmenes parciales son en fechas nicas cuya semana se indica en el programa de

este silabo.

El examen de Aplazado tiene calificacin Independiente al Promedio Promocional.

Evaluacin de diagnostico por unidad.

Evaluacin permanente

a) Trabajos de equipo

b) Participacin en el desarrollo de actividades.

c) Practicas calificadas por cada unidad.

Parmetros de evaluacin

a) Dominio de temas

b) Cumplimiento en la presentacin de sus productos.

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Asistencia y puntualidad: el 30% de inasistencias lo inhabilita del curso y de su

evaluacin. as como la inasistencia a los dos tercios de las evaluaciones programadas.

El formato de registro contendr lo siguiente:

Promedio de Unidad (I, II, III) (PU)

Promedio Final (PF)

5

)2( EPILTPPCPU

3

PUIIIPUIIPUIPF

Aprueba la asignatura con la nota promedio final igual o mayor que 10,5.

Los alumnos desaprobados tienen derecho a un Examen de Aplazados (EA) de toda la

asignatura, la cual es independiente de la nota promedio final. Para pasar a evaluacin

de aplazados, el estudiante debe haber participado por lo menos en dos tercios de las

evaluaciones de unidad y tener nota desaprobatoria en la nota promocional.

IX. BIBLIOGRA FA

1) Andrianova T, Dzampov B. Y otros; Problemas de Termodinmica Tcnica. Editorial MIR,

Mosc, 1976.

2) Burghardt D.M., Ingeniera Termodinmica, Segunda Edicin. Editorial Harla S.A., Mxico

D.F., 1992.

3) Cengel Y., Boles M. Ingeniera Termodinmica. Editorial Mc Graw Hill. Mxico 2003.

4) Faires V.M. y otros; Problemas de Termodinmica. Editorial Uteha, Mxico, 1990.

5) Haywood R.W. Ciclos Termodinmicos de potencia y Refrigeracin. Segunda Edicin.

Limusa Noriega Editores. Mxico. 1999.

6) Kirilin V.A., Sichev V.V. y Sheindlin A.E.; Termodinmica Tcnica, Editorial MIR, Mosc,

1976.

7) M.J. Moran, H.N. Shapiro, Fundamentos de Termodinmica Tcnica, Tomo I. Editorial

Revert S.A. Espaa, 1995.

8) Van Wylen, G. Sonntarg. R Fundamentals of classical thermodynamics. SI Versin John

Wiley & Sons, Inc. Ed. Estados Unidos de Norteamrica. 1996.

UNIDAD EVALUACION PESO Semana

PRIMERA

Y

SEGUNDA

Prctica Calificadas de Aula (PC) 1 4ta. y 10ma.

Trabajos Prcticos (TP) 1 7ma.

Informes Laboratorio (IL) 1 1ra. 10ma.

Exmenes Parciales (1er y 2do) (EP) 2 6ta. y 11ava.

TERCERA

Prctica Calificadas de Aula (PC) 1 11ava. 16ava.

Trabajos Prcticos (TP) 1 14ava.

Informes Laboratorio (IL) 1 11ava. 16ava

Tercer Examen Parcial (EP) 2 15ava.

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9) Wark K. Richards D., Termodinmica, Sexta Edicin, Editorial Mc Graw Hill, Mxico, 2001.

10) Zucchi Giovanni, Termodinmica Aplicada para Ingeniera Mecnica II. Centro de estudios

CITEC. Universidad nacional de Trujillo. Trujillo. Per. 1988.

11) Zucchi Giovanni, Termodinmica para Ingeniera Mecnica I. Centro de estudios CITEC.

Universidad nacional de Trujillo. Trujillo. Per. 1988.

X. ORIENTACIN Y ASESORIA:

Se realizar teniendo en cuenta las necesidades de los alumnos, mediante entrevistas, tanto

durante el desarrollo de las actividades propias de la asignatura como fuera de las horas de clase

de acuerdo al siguiente horario:

Lugar: Cubculo del Docente. Segundo Piso Escuela de Ingeniera Mecnica

Da y Hora: Viernes de 11:00 a.m. 1:00 p.m.

Ing. Luis Alberto Julca Verstegui.

Ingeniero Mecnico

REG. CIP 62528