silabo termodinamica i

UNIVERSIDAD SAN PEDROVICERRECTORADO ACADÉMICO

FACULTAD DE INGENIERIACARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA

SÍLABO DE TERMODINAMICA

I. DATOS INFORMATIVOS:

1.1. Carrera Profesional : Ingeniería Mecánica Eléctrica1.2. Código Asignatura : 290461.3. Créditos : 051.4. Pre-requisito : 290321.5. Ciclo de Estudio : IV1.6. Semestre Académico : 2012 – I1.7. Horas : 05 horas semanales.

Teoría : 03 Práctica : 02

1.8. Duración : 17 semanasa. Inicio : 02-04-12b. Término : 31-07-12

1.9. Docente : M.Sc. Roberto Carlos Chucuya H.1.10. Correo Electrónico : [email protected]

II. FUNDAMENTACIÓN:

La asignatura de Termodinámica I tiene como prerrequisito a la asignatura Física II. Es de naturaleza teórica y práctica. Contribuye a la formación de teórica fenomenológica a partir de razonamientos deductivos, que estudia sistemas reales, formando una base científica con criterios tecnológicos, proporcionando un conjunto de conocimientos sobre la naturaleza de la energía, forma, transformación y conservación, conocimiento de vital importancia para la carrera.

El curso está organizado en dos unidades. En la primera unidad: Fundamentos y la primera Ley de la Termodinámica y Segunda Ley de la Termodinámica. En la segunda unidad: Potenciales Termodinámicos, Sustancias Puras y Mezclas no reactivas.

Durante el desarrollo de la asignatura, se practica la metodología centrada en el proceso de aprendizaje del estudiante, quien participa en forma activa, cooperativa, se promueve el desarrollo de habilidades del pensamiento crítico y creativo, la toma de decisiones y solución de problemas, en forma permanente. Se propicia la evaluación participativa, autoevaluación y coevaluación.

III. TEMA TRANSVERSAL :Responsabilidad Social, Investigación Científica y Acreditación

IV. VALORES: Responsabilidad, respeto, justicia, honestidad y perseverancia.

V. PERFIL DEL EGRESADO – DIMENSIÓN PERSONAL SOCIAL Profesional con sólida formación en Física-Matemáticas y en las Ciencias de Ingeniería Mecánica y Electricidad, así como las diversas técnicas de la ingeniería, de la economía y de la administración para transformar la naturaleza por medio de dispositivos mecánicos y eléctricos en beneficios para la sociedad, los cuales optimizarán el funcionamiento de

Ciudad Universitaria – Urb. Los Pinos Mz. B s/n –Chimbote http:/www.ingenieria.uspvirtual.comTelf. 043-323505 , 043-326150 , 043-329486 anexo 219 - 1 -

mailto:[email protected]

los sistemas productivos conformados por hombres, máquinas e insumos, buscando el mejor aprovechamiento de los recursos y la conservación del medio ambiente.

VI. COMPETENCIAS:

1. Maneja un lenguaje termodinámico adecuado a través de las definiciones fundamentales que le permitan comprender a plenitud, conceptos relacionados con las sustancias de trabajo y sus propiedades; así como la energía en cuanto a sus manifestaciones y a las leyes que gobiernan su transferencia y transformaciones.

2. Aplica a sistemas que desarrollan ciclos y procesos termodinámicos, analizando la cantidad de energía disponible de estos sistemas, así como los sistemas que trabajan con mezclas de gases y gas-vapor de agua (mezclas no reactivas) como portadores de energía.

VII. PROGRAMACIÓN ACADÉMICA:

7.1 PRIMERA UNIDAD DE APRENDIZAJE :a) Denominación: Fundamentos, Primera y Segunda Ley de la Termodinámicab) Duración : 08 semanasc) Capacidades de la Unidad:

1. Describe y maneja los conceptos termodinámicos en forma clara, así como el principio de conservación de la energía y materia relacionándolo con el concepto del primer principio de la termodinámica y su relación con las diferentes formas de energía y trabajo.

2.Maneja con propiedad el concepto del segunda principio de la termodinámica y su relación con las maquinas térmicas y frigoríficas así como su rendimiento térmico.

d) CONTENIDOS:

COD. CAPAC

SEMANA (FECHA)

CONCEPTUALES PROCEDIMENTALES ACTITUDINALES

1

1 1. Definiciones funda-mentales del curso de termodinámica. Principio de conservación de energía y materia. Principio cero de la termodinámica.

1- Define con precisión los conceptos relacionados con la termodinámica2- Explica y relaciona con otras ciencias y con la profesión de ingeniería mecánica.

Reflexiona y asume responsabilidad y compromiso con su formación profesional.

2 2. Trabajo y Calor. Principio de transformabilidad recíproca de calor y trabajo.

1- Valora la importancia del calor y trabajo y su relación con el medio ambiente.2- Valora la importancia del calor y trabajo y su relación con la industria.

Reflexiona.

3 3. Principio de existencia de la función de estado termodinámico “Energía interna”. Trabajo y fuerzas que actúan sobre un sistema. Entalpia

1- Define modelos físicos y sistemas termodinámicos sencillos

2- Distingue y reconoce las diferencias de los distintos sistemas termodinámicos.

Reflexiona.

44. Primer principio de la termodinámica para un volumen de control. Procesos a volumen constante y a presión constante. Ejercicios de aplicación.

1- Distingue y reconoce las diferencias de los sistemas de volúmenes de control2- Explica el primer principio de de la termodinámica y conservación de energía y materia en procesos cerrados y los relaciona con procesos industriales.

Demuestra: -Responsabilidad -Eficiencia -Proactividad

5 5. Primer principio de la termodinámica para sistemas

1- Explica el primer principio de de la termodinámica y conservación de

Demuestra: -


2

abiertos. Ejercicios de aplicación.

energía y materia en procesos abiertos y los relaciona con procesos industriales.2- Diferencia los procesos estacionarios de los no estacionarios (inestables).

Responsabilidad -Eficiencia -Proactividad

6 6. Segundo Principio de la Termodinámica. Transformaciones reversibles e irreversibles

1- Explica con claridad el segundo principio de la termodinámica en procesos industriales2- Define conceptos sobre procesos reversibles e irreversibles y reconoce la aplicabilidad de estos procesos en problemas reales.


7 7. Maquina térmica, maquina frigorífica, bomba de calor. Teorema de Carnot, ciclo de Carnot. Eficiencia, rendimiento y coeficiente de funcionamiento.

1- Reconoce la utilidad del segundo principio de la termodinámica en la posibilidad de funcionamiento de máquinas térmicas, de refrigeración y en bombas de calor2- Relaciona el segundo principio de la termodinámica con la eficiencia, rendimiento y coeficiente de funcionamiento de una maquina.

Reflexiona

88. Primer examen parcial:Se tomara 01 evaluación practico-teórica, en la fecha indicada, el que consistirá de un 25% de aspectos teóricos y 75% de aspectos prácticos.Absolución de dudas respecto al examen parcial.

7.1SEGUNDA UNIDAD DE APRENDIZAJE:

a) Denominación : Relaciones entre magnitudes de estado y Sustancia Purab) Duración : 08 semanas

c) Capacidades de la Unidad:3. Relaciona las magnitudes de estado con los potenciales termodinámicos, así como con las ecuaciones de maxwell. Determina las fases de un sistema mediante la aplicación del concepto de reglas de fases de Gibbs.

4. Utiliza las técnicas para la determinación de mezclas bifásicas, así como el estado en que se encuentra la materia y diferencia los gases ideales de los reales.

d) CONTENIDOS:

COD. CAPAC

SEMANA CONCEPTUALES PROCEDIMENTALES ACTITUDINALES

3

9 1. Entropía, variación de la entropía en base a una transformación irreversible. Transformaciones cuasiestáticas. Primer y segundo principio aplicado conjuntamente a una transformación cuasiestatica.

1- Reconoce la importancia de la entropía en la procesos industriales y en el medio ambiente 2- Explica y aplica el primer y segundo principio de la termodinámica en la operación de accesorios y equipos utilizados en la industria: toberas y difusores, flujo



en tuberías y ductos, intercambiadores de calor, turbinas, compresores, bombas y ventiladores, calderos y refrigeradoras.

10 2. Relaciones entre magnitudes de estado termodinámico. Potenciales termodinámicos: Energia libre de Helmholtz y Gibbs.

1- Reconoce que la energía interna, la entalpia y entropía pueden ser representados en función de magnitudes de estados fácilmente medibles como la temperatura, la presión, etc.2- Explica con claridad los potenciales termodinámicos y su importancia en la termodinámica.


11 3. Ecuaciones de Maxwell y Regla de las fases de Gibbs

1- Relaciona las ecuaciones de maxwell con los potenciales termodinámicos.2- Aplica la regla de fases para determinar el número de variables independientes de cualquier transformación.

Reflexiona

4

124. Sustancias Puras: Representación en el plano P-v del comportamiento de una sustancia pura, Superficies P-v-T.

1- Define el concepto de una sustancia pura, y comprende su representación en el plano y superficies termodinámicas.2- Describe el comportamiento general de una sustancia pura y obtiene los valores de la energía interna, entalpia, entropía y la energía libre de gibbs.


13 5. Mezclas bifásicas: titulo, ecuación de Clapeyron. Estados de la materia: solido, líquido y gas.

1- Explica el fenómeno y transformacion de una mezcla de dos fases de un sistema.2- Explica con claridad la diferencia entre los distintos estados de la materia

Reflexiona

14 6. Gases Ideales: energía interna y calores específicos, diagramas de estado.Gases y vapores reales: diagrama de compresibilidad, ecuaciones de estado y transformaciones politrópicas.

1- Explica con claridad la diferencia entre gases ideales y reales.2- Aplica las transformaciones politropicas a los procesos termodinámicos que se presentan en la industria.


15 7. Proceso de estrangulamiento (Efecto Joule-Thomson). Factor acéntrico.

1- Reconoce la importancia del proceso de estrangulamiento así como su aplicabilidad en tuberías y ductos industriales.2- Describe con claridad el factor de acéntrico.


168. Segundo examen parcial:Se tomara 01 evaluación practico-teórica, en la fecha indicada, el que consistirá de un 25% de aspectos teóricos y 75% de aspectos prácticos.Absolución de dudas respecto al examen parcial.


17 SEMANA: EVALUACIÓN APLAZADOS

VIII. ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS :

a. Método Participativo.- Explicación del docente, trabajo individual, trabajo grupal, práctica de metacognición.b. Técnicas Participativas.- Rejilla, pequeño grupo de discusión, lluvia de ideas, panel, mesa redonda, método de situaciones, confrontación de ideas, foro.c. El taller pedagógico. Lectura, organización de la Información. Plenaria, consolidación de la docente. d. Investigación científica: Formulación del problema, hipótesis, variables, investigación bibliográfica, aplicación de instrumentos en recopilación de información, procesamiento de la información y sustentación de los resultados.e. Aprendizaje Basado en problemas.f. Estudio de casos:

IX. MATERIALES Y OTROS RECURSOS DIDÁCTICOS:8.1 Humanos : Alumnos, docentes y directores de colegios.8.2 Materiales : Separatas, tablas, diagramas, portafolio. Programas multimedia.

X. DISEÑO DE LA EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE:

X.1 Evaluación Normativa:Diagnóstica : La función principal es determinar las características del alumno.Formativa : Es permanente, por capacidades. Practicar: responsabilidad, respeto,

criticidad, creatividad, solidaridad. Participación en clase, presentación de tareas.

Sumativa : La nota final se obtendrá según reglamento (promedio del primer y segundo parcial).

Requisitos de aprobación: Estar matriculado en la asignatura, registrar asistencia no menor al 70% de las clases, obtener un promedio final no menor de once (11) (En los exámenes se considera la calificación vigesimal de 00 a 20). El medio punto (0.5) tiene valor en el promedio final.Si el alumno obtiene un promedio final menor a 10.50, deberá rendir un examen de aplazados, previo pago en Tesorería por dicho derecho.

Cronograma: I parcial: 25 al 31/05/12 II parcial: 17 al 23/07/12 EXAMEN DE APLAZADOS: 24 al 31/07/12

X.2 Evaluación Metodológica:N°

UNIDAD

CAPACIDAD INDICADORES TÉCNICASINSTRUMEN

TOSMOMENTOS

E P F

11 Utiliza el fundamento del

Primer Principio de Termodinámica para solucionar problemas

Observación CuestionarioLista de ejercicios

XX X

2 Utiliza el fundamento del Segundo Principio de Termodinámica para solución solucionar problemas

Observación y Evaluación

Lista de Ejercicios

X X

23 Elabora un trabajo de

investigación relacionado al tema.

Exposición Cuestionario X X

4 Utiliza los conceptos de Demostración Cuestionario X


sustancia pura y mezclas. Utiliza los conceptos de gases ideales y reales.

Observación y Evaluación.

Lista de Ejercicios.

X X

XI. PROGRAMACIÓN DE TUTORÍA Y CONSEJERÍA:Unidad Aspectos Actividades

01 Respeto al ambiente Participa en proyecto de arborización. Responsabilidad Puntualidad en actividades académicas, extracurriculares y

sociales.02 Justicia Participa en proyectos sobre los Derechos Humanos

Solidaridad Participa en actividades de Proyección Social en la comunidad.

Observación permanente: asistencia puntual, cambios de conducta, durante el proceso de aprendizaje. Participación en consejería: con espacios para reflexión y diálogo confidencial.

XII. PROGRAMA DE EXTENSIÓN UNIVERSITARIA Y PROYECCIÓN SOCIAL Con esta asignatura cumplirá actividades de Extensión Universitaria a través de

acciones relacionadas con la temática de la asignatura, aplicando a estudiantes del nivel de su especialidad.

En Proyección social se participará en Proyectos desarrollados en la comunidad, para generar bienestar a problemas detectados.

Por lo tanto, todos los estudiantes acreditarán con un informe de su participación.

XIII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFÍCAS:

VAN WYLEN G.J.; SONNTAG R.E. (1993). “Fundamentales of classical Thermodynamics” Jhon Wiley, New York.

BURGHARDT M. Daniel (1992). “Ingeniería Termodinámica“, Edit Harla, México.

MORAN M.J;.SHAPIRO H.N. (1995). “Fundamentos de Termodinámica Técnica”, REVERTE Barcelona. NAKAMURA, Jorge (1980). “Termodinámica Básica para Ingenieros“ W.H. Editores Lima. WARK, Kenneth (1965). “TERMODINÁMICA” Montesó Barcelona 1965.


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