silabo_cip_2015_ii

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO

FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

DEPARTAMENTO ACADEMICO DE PROCESOS Y OPERACIONES UNITARIAS

SLABO

I DATOS INFORMATIVOS

1.1 Nombre del Curso : Clculos para Ingeniera de Procesos

1.2 Tipo de curso : Terico Prctico

1.3 Escuela profesional : Ingeniera Qumica

1.4 Cdigo : OP354

1.5 Ciclo : 2015 II

1.6 Crditos : 03

1.7 Horas semanales : Toera: 02 Hr. Laboratorio: 02 Hr. (2 Grupos)

1.8 Prerequisito : Principios de Ingeniera Qumica

1.9 Profesor : Ing. Segundo Alberto Vsquez Llanos

[email protected]

1.10 Duracion del ciclo: : 16 semanas

II SUMILLA

El curso es de naturaleza terico prctico que pertenece al rea de procesos y

operaciones unitarias y que se dicta en la Escuela Profesional de Ingeniera Qumica,

tiene como propuesta desarrollar las herramientas fundamentales del clculo numrico

requerido para resolver problemas de ingeniera qumica. En las clases tericas se

desarrollan los aspectos fundamentales de los distintos mtodos numricos y los

criterios de seleccin que debern utilizar como ingenieros. Existen numerosos

paquetes comerciales con mtodos de resolucin analtica y numrica de los

problemas que se analizan en este curso. Algunos como MATLAB, se encuentran

disponibles en el Laboratorio de Cmputo. Es una actividad fundamental el uso de

este software para la resolucin de problemas generales y del rea de Ingeniera

Qumica durante el transcurso del curso. El curso se evala con exmenes tericos y

prcticos y realizacin de proyectos en el laboratorio de cmputo. El curso consta de

cuatro unidades, en la primera unidad se realiza una introduccin a los mtodos

numricos, ecuaciones no lineales e interpolacin por aproximacin polinmica, la

segunda unidad comprende el sistema de ecuaciones lineales, integracin y

diferenciacin numrica, la tercera unidad comprende el sistema de ecuaciones no

lineales, ajuste de datos y regresin y la cuarta unidad las ecuaciones diferenciales.

III COMPETENCIAS U OBJETIVOS

1. Comprender la importancia de los mtodos numricos en la ingeneira

qumica.

2. Conocer las caractersticas operativas del software de cmputo numrico

comercial, MATLAB.

3. Implementar los mtodos numricos de solucin de ecuaciones algebraicas o

trascendentales, con apoyo del lenguaje de programacin que trae MATLAB.

4. Realizar interpolaciones y extrapolaciones y segn sea el caso ajusta

ecuaciones a un vector de datos dado.

5. Implementar los mtodos numricos de solucin de sistema de ecuaciones, con

apoyo de un lenguaje de programacin que trae MATLAB.

6. Aplicar los mtodos numricos para la solucin de problemas de

diferenciacin e integracin numrica, usando el lenguaje de progrmacin que

trae incorporado MATLAB.

7. Realizar ajuste de datos y regresiones segn sea el caso para un vector de datos

dado.

8. Aplicar los mtodos numricos para la solucin de problemas de ecuaciones

diferenciales, usando el lenguaje de progrmacin que trae incorporado

MATLAB.

9. Resolver ejercicios aplicando los mtodos implementados, validando sus

resultados.

10. Operar con destreza software cientfico para optimizar el tiempo de ejecucin

en la solucin de problemas en ingeniera qumica.

11. Seleccionar mtodos y algoritmos por los criterios de simplicidad, generalidad

y eficiencia en la solucin de problemas aplicados.

IV PROGRAMACION DE LOS CONTENIDOS Y ACTIVIDADES4.1 PRIMERA UNIDAD: Introduccin a los mtodos numricos, ecuaciones no lineales con una variable, interpolacin y ajuste de curvas.

OBJETIVOS : Aprovechar las grandes bondades tanto numrica como grfica de MATLAB 7.0.Encontrar la raz de una ecuacin no lineal por procedimiento manual o ejecutando el programa MATLAB.Realizar interpolaciones extrapolaciones y segn sea el caso ajusta euaciones a un vector de datos dados.

TEMA ACTIVIDADESN DE

HORASTECNICAS DIDACTICAS EQUIPOS Y MATERIALES SEMANA

Introduccin a los clculos de ingeniera

de procesos.

Exposicin, entrega de

separata.02 Clase interactiva, dilogo Pizarra, plumones, separata. 01 1

Introduccin al software matemtico:

MATLAB.


separata, ejemplos.02

Ejemplificacin, clase interactiva,

solucin de problemas.Pizarra, plumones, separata. 01 1

Ecuacines no Lineales. Aproximacin

grfica. Mtodo de la biseccin, secante.





Operaciones bsicas y trazado de graficos

con MATLAB

Prctica 1: resolucin de

ejercicios.02

Ejemplificacin, enseanza asistida por

computadora, solucin de problemas.

Pizarra, plumones, computadora,

proyector multimedia, separata.01 2

Ecuaciones no Lineales: regula falsi,

punto fijo, Newton Raphson.





Operaciones bsicas y trazado de graficos

con MATLABPrctica calificada 1 02 Hoja de examen.

Computadora, rutinas de

MATLAB, USB.01 3

Interpolacin y Aproximacin

Polinmica: polinomica, Lagrange,

diferencias divididas de Newton.





Ecuaciones no lineales con una variable

con MATLAB.


ejercicios.02




MATLAB, USB.01 4

Ajuste de curvas. Ajuste por mnimos

cuadrados.





Ecuaciones no lineales con una variable

con MATLAB.Prctica calificada 2 02 Hoja de examen.


MATLAB, USB.01 5

BIBLIOGRAFIA

Steven C. Chapra (1999): Mtodos Numricos para Ingenieros. Mc Graw Hill, Mexico. Alkis Constantinides (1999): Numerical Methods for Chemical Engineers with MATLAB, Prentice Hall, New Jersey. Michael Cutlip, Mordechai Shachan (1998): Problem Solving in Chemical Engineering with Numerical Methods, PrenticeHall, New

Jersey. Desmond J. Higham Nicholas J. Higham, SIAM (2005): MATLAB Guide. Society for Industrial and Applied Mathematics, 382 pages.

Etter Dolores M.: (1998): Solucin de Problemas de Ingeniera con MATLAB. Editorial Prentice-Hall, 352 pginas. Timothy A. Davis & Kermit Sigmon (2004): MATLAB Primer. Chapman & Hall/CRC, 232 Pages. http://www.mat.ucm.es/~jair/MATLAB/notas.htm http://www.mathworks.com/access/helpdesk/help/techdoc/MATLAB.shtm. http://www.unalmed.edu.co/~metnum/index.htm

4.2 SEGUNDA UNIDAD: Sistema de ecuaciones lineales, diferenciacin e integracin numrica.OBJETIVOS : Implementar los mtodos numricos de solucin de sistemas de ecuaciones lineales y con el apoyo del software MATLAB.

Aplicar los mtodos numricos para la solucin de problemas de diferenciacin e integracin numrica y con el apoyo dedel software MATLAB.



Sistema de Ecuaciones Lineales.

Introduccin. Mtodo de eliminacin de

Gauss. Mtodo de Gauss-Jordan.





Interpolacin y ajuste de curvas con

MATLAB.


ejercicios.02





Sistema de Ecuaciones Lineales. Mtodo

de Jacobi. Mtodo de Gauss Seidel.





Interpolacin y ajuste de curvas con

MATLAB.Prctica calificada 3 02 Hoja de examen.


MATLAB, USB.01 7

Diferenciacin numrica. Derivadas de

orden superior.





Sistema de Ecuaciones Lineales con

MATLAB.


ejercicios.02





PRIMER EXAMEN PARCIAL 01 9

Sistema de Ecuaciones Lineales con



MATLAB, USB.01 9

Integracin numrica: Mtodos de:

trapecio, Simpson 1/3 y 3/8.





Diferenciacin e integracin numrica

con MATLAB.


ejercicios.02





BIBLIOGRAFIA




4.3 TERCERA UNIDAD: Sistema de ecuaciones no lineales, regresin y correlacin.OBJETIVOS : Buscar y clasificar los fundamentos matemticos de la solucin de sistemas de ecuaciones no lineales.

Implementar y evaluar los mtodos iterativos empleando el software MATLAB.Realizar regresiones lineales, no lineales y multivariables para una serie de datos observados.



Sistema de Ecuaciones no Lineales.

Introduccin. Aproximaciones sucesivas.





Diferenciacin e integracin numrica

con MATLAB.Prctica calificada 5 02 Hoja de examen.


MATLAB, USB.01 11

Sistema de Ecuaciones no Lineales.

Mtodo de Newton Raphson

Multivariable.





Sistema de Ecuaciones no Lineales con

MATLAB.


ejercicios.02





Regresin y Correlacin. Introduccin.

Regresin lineal simple. Regresin

polinomial.





Sistema de Ecuaciones no Lineales con



MATLAB, USB.01 13

Regresin y Correlacin. Regresion

multiple. Regresion no lineal.





Regresin y Correlacin con MATLAB.Prctica 7: resolucin de

ejercicios.02





BIBLIOGRAFIA




4.4 CUARTA UNIDAD: Ecuaciones diferenciales ordinarias, sistema de ecuaciones diferenciales ordinarias.OBJETIVOS: Aplicar los mtodos numricos para la solucin de problemas con ecuaciones diferenciales ordinarias.

Disear e implementar un programa para resolver un sistema de ecuaciones diferenciales.



Ecuaciones Diferenciales

Ordinarias. Mtodos de un paso:

Euler, Runge Kutta. Mtodo de

paso mltiples.





Ecuaciones Diferenciales

Ordinarias con MATLAB.


ejercicios.02





Regresin y Ecuaciones

Diferenciales Ordinarias con

MATLAB.

Prctica calificada 8 02 Hoja de examen.Computadora, rutinas de MATLAB,

USB.01 16

EXAMEN FINAL 01 16

BIBLIOGRAFIA



Etter Dolores M.: (1998): Solucin de Problemas de Ingeniera con MATLAB. Editorial Prentice-Hall, 352 pginas. Timothy A. Davis & Kermit Sigmon (2004): MATLAB Primer. Chapman & Hall/CRC, 232 Pages. http://www.mat.ucm.es/~jair/MATLAB/notas.htm http://www.mathworks.com/access/helpdesk/help/techdoc/MATLAB.shtm.

http://www.unalmed.edu.co/~metnum/index.htm

V EVALUACION DE LA ASIGNATURA

5.1 CRITERIOS DE EVALUACION

Los requisitos de aprobacin son:

Prctica calificada (PC) : 50 %

Exmenes (E) : 30 %

Trabajos encargados (T) : 20 %

PF = 0.5*PC + 0.3*E + 0.2*T

5.2 PROCEDIMIENTOS DE EVALUACION

Se tomar en cuenta la inasistencia. El 30 % de inasistencia

injustificadas a las clases son suficientes para la desaprobacin del

curso.

La escala de evaluacin que se usar ser la vigesimal de 0 a 20.

La nota promocional mnima ser de 10.5, equivalente a 11.

La no asistencia a los exmenes y prcticas sern calificados con la

nota 0 (cero).

No se tomar examen ni prcticas calificadas de aplazados.

Se respetar las fechas sealadas para la evaluacin.

Prof. Segundo A. Vsquez Llanos

Docente del Curso

Lambayeque, agosto del 2015

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