PET- 5 1. 2. 3. 4. 5. • • • • • • • • -1- TERMODINAMICA Ing. Oscar Vargas Antezana PROGRAMA ANALITICO 1. IDENTIFICACION CARRERA: NOMBRE DE LA MATERIA: SEMESTRE: CARGA HORARIA: NUMERO DE CREDITOS: PRE-REQUISITOS: DOCENTE: INGENIERIA PETROLERA TERMODINAMICA CUARTO 96 HORAS MAT-207, QMC-206 ING. OSCAR VARGAS ANTEZANA 2. CONTENIDO CONCEPTOS BASICOS DE TERMODINAMICA PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS PURAS PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA. SISTEMAS CERRADOS PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA. SISTEMAS ABIERTOS SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA 6. ENTROPIA 3. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA Adquirir conocimientos sobre termodinámica básica para la determinación de propiedades de sustancias, en estado líquido, gaseoso o en cambio de fase, utilizando apropiadamente modelos de sustancias. Establecer la importancia de la termodinámica en los procesos industriales. Aplicar los fundamentos de la termodinámica en los procesos industriales. Evaluar energéticamente sistemas térmicos simples, tanto sistemas cerrados como volúmenes de control, determinando flujos másicos, energéticos y rendimientos de equipos o sistemas. Calcular los parámetros fundamentales y el rendimiento de maquinas térmicas elementales, principalmente para la producción de potencia. Calcular los parámetros fundamentales y los coeficientes de operación en refrigeradores y bombas de calor. 4. PROGRAMA ANALITICO UNIDAD #1 CONCEPTOS BÁSICOS DE TERMODINÁMICA OBJETIVOS DEL TEMA Identificar la terminología especifica relacionada con la termodinámica mediante conceptos básicos para formar una base sólida en el desarrollo de los principios de la termodinámica. Explicar los conceptos básicos de la termodinámica, como sistema, estado, postulado de estado, equilibrio, proceso y ciclo. Diego Arredondo 23/08/2008-UAGRM
PET- • 1.7. 1.11. • • • • • • 2.3. 2.4. 2.6. 2.7. • • -2- TERMODINAMICA Ing. Oscar Vargas Antezana Revisar los conceptos de temperatura, escalas de temperatura, presión y presiones absoluta y manométrica. CONTENIDO 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 1.8. 1.9. 1.10. Introducción Sistema termodinámico Formas de energía Propiedades de un sistema Estado y equilibrio Equilibrio termodinámico Transformaciones reversibles e irreversibles Procesos y ciclos El postulado de estado Presión Temperatura y la ley cero de la termodinámica UNIDAD #2 PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS PURAS OBJETIVOS DEL TEMA Introducir el concepto de sustancia pura Estudiar la física de los procesos de cambio de fase Ilustrar los diagramas de propiedades P-V, T-V, y P-T de sustancias puras Describir la sustancia “gas ideal” y la ecuación de estado de gas ideal Aplicar la ecuación de estado de gas ideal en la solución de problemas representativos Introducir el factor de compresibilidad, que toma en cuenta la desviación de gases reales respecto del comportamiento del los gases ideales. CONTENIDO 2.1. 2.2. 2.5. Sustancia pura. Definición Fases de una sustancia pura Procesos de cambio de fase en sustancias puras Diagramas de propiedades para procesos de cambio de fase Tabla de propiedades La ecuación de estado de gas ideal Factor de compresibilidad. Una medida de la desviación del comportamiento de gas ideal UNIDAD #3 PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA. SISTEMAS CERRADOS OBJETIVOS DEL TEMA Introducir los diferentes conceptos de energía como calor, transferencia de calor y trabajo. Identificar la primera ley de la termodinámica como un enunciado del principio de conservación de la energía para sistemas cerrados (masa fija). Diego Arredondo 23/08/2008-UAGRM
PET- • • • • 3.4. 3.6. 3.7. • • • • • 4.2. 4.3. 4.4. • • -3- TERMODINAMICA Ing. Oscar Vargas Antezana Desarrollar el balance general de energía aplicado a sistemas cerrados. Definir el calor específico a volumen constante y el calor específico a presión constante. Relacionar los calores específicos con el cálculo de cambios en la energía interna y la entalpía de gases ideales. Describir sustancias incompresibles y determinar los cambios en su energía interna y entalpía. CONTENIDO 3.1. 3.2. 3.3. 3.5. Introducción Transferencia de calor Trabajo Balance de energía para sistemas cerrados (masa fija) Calores específicos Energía interna, entalpía y calores específicos de gases ideales Energía interna, entalpía y calores específicos de sólidos y líquidos UNIDAD #4 PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA. SITEMAS ABIERTOS OBJETIVOS DEL TEMA Desarrollar el principio de conservación de la masa. Aplicar el principio de conservación de la masa a varios sistemas que incluyen volúmenes de control de flujo estable e inestable Aplicar la primera ley de la termodinámica como enunciado del principio de conservación de la energía para volúmenes de control. Describir los dispositivos comunes de flujo como toberas, difusores, turbinas, compresores, válvulas de estrangulamiento, mezcladores e intercambiadores de calor Aplicar el balance de energía a procesos de flujo inestable como un modelo de proceso de flujo uniforme para procesos de carga y descarga. CONTENIDO 4.1. Conservación de la masa Trabajo de flujo y energía de un fluido en m
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