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UNIVERSIDAD DEL CAUCA
FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS
PROGRAMA INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL
ASIGNATURA: TERMODINÂMICA
CÓDIGO:
IAI416
CRÉDITOS: 3
MODALIDAD: Presencial
INTENSIDAD: 4 horas semanales
REQUISITOS: Física de fluidos
Calculo II
CO-REQUISITO: Balance de materia y energía
DIMENSIÓN: Fundamental
INTRODUCCIÓN:
La termodinámica como la ciencia de la energía, trata de sus formas y transformaciones e
interacciones con la materia. Esta disciplina es pertinente en la formación del ingeniero y
científico y su aplicación se visibiliza en la sociedad. La disponibilidad de la energía y la
capacidad de aprovecharla en forma útil ha jugado un papel importante en la transformación de
la sociedad.
Como resultado del desarrollo de la ciencia y aplicaciones termodinámicas es posible hoy en
día obtener energía, transformarla y emplearla para satisfacer las necesidades de nuestra
sociedad. Para el ingeniero agroindustrial es punto de partida para el estudio de temas
ingenieriles y diversos campos de aplicación como la transferencia de calor y de masa, plantas
de potencia, tipos de combustibles renovables y no renovables, máquinas de vapor y gas,
acondicionamiento de aire, sistemas de refrigeración, hornos y calentadores, diseño de equipos
y procesos de manufactura.
OBJETIVO GENERAL
Establecer los fundamentos teóricos que gobiernan la transformación de la energía y su
utilización en los procesos Agroindustriales
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
1. Reconocer los tipos de energía, su fuente y equipos para producirla.
2. Identificar el tipo de materia prima que manipula y reconocer sus propiedades.
3. Reconocer el estado de agregación de la materia prima y los cambios que puede sufrir en el
proceso de transformación.
4. Realizar análisis termodinámico y su balance energético.
5. Identificar y seleccionar el ciclo más conveniente para aprovechar la energía en forma
integral
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METODOLOGÍA
1. Clase magistral: Desarrollo de los temas por parte del profesor, resolución y análisis de
ejercicios de los temas vistos
2. Trabajo independiente por el estudiante: Talleres, Trabajos de investigación, Ejercicios
propuestos en clase, Lecturas complementarias de las temáticas
3. Ttrabajo dirigido Acompañamiento en resolución y análisis de evaluaciones. Proyecto de
curso de prototipos de aplicación termodinámica, sustentado y expuesto al final del semestre.
4. Evaluación de las unidades vistas mediante cuis, tareas, exposiciones de temas asignados,
Evaluación:
CONTENIDO PROGRAMÁTICO
UNIDAD I. GENERALIDADES
1.1
Definición termodinámica y aplicaciones,
1.2
Sistemas productores de energía, eficiencia de convertidores de energía.
1.3
Sistema de unidades inglés e internacional, relación de escalas de T y P.
1.4
Unidades térmicas y contenidos energéticos
UNIDAD II. CONCEPTOS Y DEFINICIONES
2.1
Ley cero y Equilibrio termodinámico
2.2
Sistemas termodinámicos, características, alrededores, estados de equilibrio, Fases
2.3
Propiedades termodinámicas, Propiedades Intensivas y Extensivas.
2.4
Procesos y Ciclos
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UNIDAD III. P PROPIEDADES DE SUSTANCIAS PURAS
3.1
Sustancias simples compresibles y sus propiedades
3.2
Estados saturados e insaturados, Saturación y Calidad,
3.3
Propiedades críticas y punto triple, diagramas PT, TV, VT, superficie termodinámica
3.4
Diagramas p-h, superficie termodinámica.
3.5
Manejo de Tabla de propiedades de sustancias puras
UNIDAD IV. E ECUACIONES DE ESTADO
4.1
Concepto de Gas ideal y real, ecuaciones de comportamiento PVT,
4.2
Factor de comprensibilidad, diagramas generalizados.
4.3
Mezcla y soluciones ideales y no ideales, ley de Raoult, ley Henry,
4.5
Diagramas de equilibrio y análisis de fases (Ej: sistema Etanol –agua)
UNIDAD V. PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
5.1
Transferencia de energía y Conceptos de primera ley.
5.2
Trabajo, transferencia de calor y potencia.
5.3
Energía interna y entalpía, cálculo de cambio de entalpía,
5.4
Calores específicos, calor sensible y latente.
5.5
Primera ley de la termodinámica Sistemas Cerrados: principios de conservación de la
masa y energía para sistemas cerrados.
5.6
Primera ley de la termodinámica Sistemas Abiertos: Formulación y Análisis del volumen
de control de una turbina, Compresores
UNIDAD VI. SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA
6.1
Entropía y segunda ley. La entropía como una propiedad,
6.2
Relaciones de la entropía para un gas ideal fluidos incompresibles y sólidos.
6.3
Procesos isentrópicos con un gas ideal, con un fluido incompresible o un sólido
6.4
Máquina térmica Procesos reversibles e irreversibles. Ciclo de Carnot
6.5
Trabajo reversible, Disponibilidad, Irreversibilidad, Exergía
UNIDAD VII. CICLOS TERMODINÁMICOS Y SISTEMAS ENERGÉTICOS:
7.1
Ciclos de potencia y de transferencia externa de calor.
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7.2
7.3
Ciclo de Rankine, Ciclos de combustión interna, ciclos de refrigeración,
Otros sistemas energéticos
BIBLIOGRAFÍA:
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