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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)
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)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
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