G4021222 - Termodinámica Aplicada á Enxeñaría Química (Común Rama Industrial) - Curso 2013/2014

Información

• Créditos ECTS
• Créditos ECTS: 6.00
• Total: 6.0
• Horas ECTS
• Clase Expositiva: 37.00
• Clase Interactiva Seminario: 12.00
• Horas de Titorías: 2.00
• Total: 51.0

Outros Datos

• Tipo: Materia Ordinaria Grao RD 1393/2007
• Departamentos: Enxeñaría Química
• Áreas: Enxeñaría Química
• Centro: Escola Técnica Superior de Enxeñaría
• Convocatoria: 1º Semestre de Titulacións de Grao/Máster
• Docencia e Matrícula: null

Profesores

Nome	Coordinador
Chenlo Romero, Francisco.	SI

Horarios

Nome	Tipo Grupo	Tipo Docencia	Horario Clase	Horario exames
Grupo CLE01	Ordinario	Clase Expositiva	SI	SI
Grupo CLIS_01	Ordinario	Clase Interactiva Seminario	SI	SI
Grupo CLIS_02	Ordinario	Clase Interactiva Seminario	SI	SI
Grupo TI-ECTS01	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON
Grupo TI-ECTS02	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON
Grupo TI-ECTS03	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON
Grupo TI-ECTS04	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON
Grupo TI-ECTS05	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON
Grupo TI-ECTS06	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON

Programa

Existen programas da materia para os seguintes idiomas:

Castelán

Galego

Inglés

Obxectivos da materia
Trátase de comprender e adquirir aqueles coñecementos relativos a transformación de calor en traballo e viceversa, baseandose no plantexamento dos sistemas de comportamento ideal e real e nos balances, e na evaluación de diferentes propiedades termodinámicas que permitan afondar nos campos da Termodinámica aplicada a Enxeñaría Química, con carácter eminentemente práctico dirixido a o cálculo e deseño de equipos de xeración de enerxía e de refrixeración, ciclos de potencia, etc, cun alto nivel de aplicación a casos prácticos, comuns nas difeentes plantas industriais. Por outra parte, preténdese achegar o alumno á termodinámica das disolucións e ás aplicacións do equilibrio entre fases, particularmente ao equilibrio líquido-vapor. Estos contidos son fundamentais para diferentes materias de semestres posteriores no Grado em Enxeñaria Química.
Preténdese que o alumno acade unha formación e criterio básicos para o entendemento dos aspectos da aplicación da Termodinámica, destreza nos cálculos de índole termodinámica, ao mesmo tempo que se sensibilice coa complexidade das operacións da relación traballo-calor. Por outra parte, o alumno debe ter adquiridos os coñecementos propios das matérias de Física correspondente a semestres anteriores, xa que a materia actual require destes coñecementos para desenvolvelos, a nivel de repaso e a nivel do cálculo, en resolución de problemas nas primeiras clases.

É indispensable, xa desde o principio de curso, a posesión de habilidade e destreza no manexo de calculadoras programables para desenvolver cálculos en problemas que implican grande extensión e/ou certas técnicas (cálculos iterativos, por exemplo). Asemesno, requírese que o alumno dispoña de coñecementos básicos de aplicación de Excel, para que acade unha familiaridade e destreza nesta matéria e no seu exercício acadêmico e profesional futuro.

É convinte posuír certa afinidade pola procura de bibliografía que complemente as explicacións impartidas na clase e ter familiaridade coa utilización de internet e coa resolución de dúbidas a través do correo electrónico do profesor.


Contidos
1. Revisión de conceptos básicos. Primeira e Segunda leis da Termodinámica. Efectos caloríficos. Correlacións para as propiedades termodinámicas

2. Termodinámica de procesos de fluxo. Fluxo en canos. Procesos de expansión e de compresión. Turbinas e compresores.

3. Conversión de calor en traballo mediante ciclos de potencia. Planta termoeléctrica de vapor. Máquinas de combustión interna. Máquina de Otto. Máquina Diesel. Turbina de gas. Propulsión.

4. Refrixeración e licuefacción. O refrixerador de Carnot. Ciclo de compresión de vapor. Selección de refrixerantes. Refrixeración por absorción. A bomba de calor. Licuefacción.

5. Termodinámica de disolucións. O potencial químico como criterio de equilibrio entre fases. Propiedades parciais. Mestura de gases ideais. Fugacidade e coeficiente de fugacidade. Correlacións xeneralizadas para os coeficientes de fugacidade. Disolución ideal. Propiedades de exceso. Coeficientes de actividade.

6. Termodinámica de disolucións. Aplicacións. Propiedades da fase líquida a partir de datos de equilibrio líquido-vapor. Ecuacións para a enerxía libre de Gibbs de exceso. Variación das propiedades por efecto de mestura. Efectos caloríficos en procesos de mestura

7. Equilibrio de fases a presións baixas e moderadas. Regra das fases. Comportamento das fases en sistemas líquido-vapor. Cálculos de temperatura e presión de burbulla e de orballo Outros equilíbrios entre fases.

Bibliografía básica e complementaria
Básica (Libro fundamental de texto):

1. Introducción a la Termodinámica en Ingeniería Química, J.M. Smith, H.C. Van Ness e M.M. Abott, 5ª, 6ª ou 7ª ediciones, McGraw-HIII Co., Mexico. (1997) e (2003), (2005), respectivamente.

2. Termodinámica, K. Wark e D. E. Richards, 6ª edición, Ed. McGraw-Hill, Madrid (2001)

Complementaria:

1. Fundamentals of Engineering Thermodinamics, M.J. Moran e H.N. Shapiro, Ed. John Wiley and Sons, Chichester (1998)

2. Termodinámica, 2ª edición, Vols. 1 e 2, Y.A. Cengel e M.A. Boles, Ed. McGraw-Hill, México (1996)

3. Termodinámica Técnica, J. Segura, Ed. Reverté S.A., Barcelona (1993)

4. Molecular Thermodinamics of Fluid-Phase Equilibria, J.M. Prausnitz, R.N. Lichtenthaler e E.G. Acevedo, 3ª edición, New Jersey (1999)

Competencias
Tal coma figura na ficha correspondente ao Grado, com mais detalle, as competências serían as seguientes:

Competencias específicas
CI.1.1 Coñecementos de termodinámica aplicada. Principios básicos e a sua aplicación a resolución de problemas de enxeñería química.

Competencias xenerales
CG.3. Coñecemento en materias básicas e tecnolóxicas, que lles capacite para o aprendizaxe de novos métodos e teorías, e lles dote da versatilidade para adaptarse a novas situacions.
CG.4. Capacidade de resolver problemas con iniciativa, toma de decisions, creatividade, razonamento crítico e de comunicar e transmitir coñecementos, habilidades e destrezas no campo da enxeñería química industrial.

Competencias transversaes
CT.1. Capacidade de análise e síntese
CT.6. Resolución de problemas
CT.7. Toma de decisions
CT.13. Capacidade de aplicar os coñecementos na práctica
CT.19. Aprendizaxe autónomo

En relación as competencias, faráse fincapé naqeles aspectos relativso ó análisis de riscos e seguridades nos items vinculados coa materia de termodinámica.



Metodoloxía da ensinanza
A inmensa maioría do contido da materia é o que figura no primeiro dos libros mencionados. Isto permite impartir as clases teóricas cunha maior axilidade e dinámica que a que correspondería a unha clase convencional na que os alumnos empregan o seu tempo case integramente “en tomar apuntamentos”. O profesor exporá (clases expositivas) os conceptos básicos e desenvolveraos con explicacións que sexan pertinentes. Nas clases de problemas (clases interactivas), a cinética e ritmo de clase, inda sendo vivos, será máis detallado explicando con todo rigor os aspectos estruturais, de contido e de aplicación, de cada problema, atendendo con gran dedicación as preguntas dos alumnos e, á súa vez, establecer unha dinámica alumno-profesor que enriqueza a adquisición dos coñecementos e os aspectos formativos. O alumno debe saír de cada clase cos coñecementos suficientes para abordar con garantía a resolución doutros problemas do mesmo tipo sen grandes dificultades no seu traballo persoal. Por último, algúns dos problemas da materia serán resoltos con folla de cálculo.

Actividades formativas en horas, metodoloxías de ensino-aprendizaxe e a sua relación coas competencias que debe acadar o estudante

Distribución da actividade formativa en créditos ECTS

Actividad Horas presenciales Horas trabajo alumno ECTS Competencias CE CG CT
Clases magistrales 37,0 45,0 3,3 CI.1.1 CG.3 CT.1,
CG.4 CT.6
CT.13
Seminarios 12,0 14,0 1,0

Tutorías grupo 2,0 8,0 0,4 CI.1.1 CG.3 CT.6
CG.4 CT.7
CT.13
CT.19
Subtotal 51,0 67,0 4,7

Tutorías individualizadas
2,0 3,0 0,2 CI.1.1 CG.3 CT.6
CG.4 CT.7
CT.13
CT.19
Examen y revisión
5,0 22,0 1,1

Total 58,0 92,0 6,0

Sistema de evaluación
Efectuarase un seguimimento de aprendizaxe polos alumnus mediante a realización de actividades, traballos ou resolucion de problemas de forma individual ou por equipos, facendo fincapé na utililzación do Excel. Farase un exame final, que é preceptivo por lei, incidindo sobre os aspectos máis relevantes da materia e, fundamentalmente, sobre os aspectos de cálculo e aplicación. Particularmente, as titorías abarcarán as clases en Excel, a entrega de problemas en Execel e a presentación e defensa dos traballos ao final de curso, tal como se lles especificará aos alumnos.

Teranse en conta as observacións, consultas, resolución de dúbidas, etc, habidas na clase, así como a frecuencia e natureza das consultas nas titorías convencionais.

De xeito mais cuantitativo a avaliación obedecerá ó seguinte:

Distribución de la calificación

Examen 70%
Trabajo 10%
Titorías 10%
Probas clase 10%

As calificacións dos traballos, actividades e titorías seránlle comunicadas ó alumno antes do examen final.

Información polo miudo destos aspectos serán facilitados a comenzo das clases.
Tempo de estudo e traballo persoal
O tempo lectivo de clases teóricas (expositivas), seminarios e resolución de problemas (interactivas), e titorías regladas nesta materia é de 37, 12 e 2 horas, tal como figura no cadro anterior.


Traballo do alumno: (según Ficha do Grao)

Maxistrales: 45,0
Seminarios: 14,0
Aula informatica: 0
Prácticas de laboratorio: 0
Titorías en grupo: 8
Subtotal: 67,0
Titorías individualizdas: 3
Examen e revisión: 22
Total:
92 horas (6,0 ECTS)

Nesta materia a intervención do profesor será: Clases expsitivas 37; Interactivas 12 x 2 = 24; Titorías 8, Total profesor 69 horas.
Recomendacións para o estudo da materia
É indispensable, dada a extensión e dificultade da materia, ter un convencemento sostido ao longo do curso de que a materia é posible de ser comprendida, adquiridos o seu contido e superala en primeira convocatoria. De feito é unha das máis atractivas e preferidas polo alumno, e o exame final, dadas as características da súa realización (dispoñibilidade de todo tipo de material bibliográfico) é moi accesible.
Debe recorrerse á consulta de libros de Termodinámica para ter unha visión que vaia máis alá do que dan de si as clases, así como a consulta e familiarización coa información que presta a rede (internet) e a resolución de dúbidas mediante correo electrónico co profesor. ou outros médios telemáticos.

Observacións
a) Como é xa costume na Titulación em Enxeñaría Química, poderá levarase a cabo algunha visita a empresas. De ser o caso, estas visitas desenvolveranse durante o mes de novembro. Estas serían as actividades a desenvolver fora da aula.
b) As clases e todolo material docente daránse, fundamentalmente en castelán, sen perxuicio de atender debidamente igualmente a os alumnos que empreguen alternativamente o galego e, excepcionalmente, o inglês.
c) Ó comenzo do curso facilitaráse ó alumno todo o material (impreso ou dixital) docente e instrucións polo miudo acerca dos traballos, entregas, exposicións, etc, así como as datas correspondentes (personalmente o por gmail).