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GUÍA DE APRENDIZAJE
INFORMACIÓN AL ESTUDIANTE
CURSO 2013-2014
DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA
ASIGNATURA:
Nombre en
Inglés:
Código UPM:
MATERIA:
CRÉDITOS ECTS:
CARÁCTER:
TITULACIÓN:
TIPO:
CURSO:
SEMESTRE:
QUÍMICA FÍSICA
PHYSICAL CHEMISTRY
565000455
QUÍMICA FÍSICA
6
OBLIGATORIA
GRADUADO EN INGENIERÍA QUÍMICA
TECNOLOGÍA ESPECÍFICA QUÍMICA
TERCERO
QUINTO
CURSO ACADÉMICO
2013/2014
PERIODO IMPARTICION
IDIOMA IMPARTICIÓN
Septiembre- Enero
Sólo castellano
QUÍMICA FÍSICA
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Febrero - Junio
Sólo inglés
Ambos
GUÍA DE APRENDIZAJE
INFORMACIÓN AL ESTUDIANTE
CURSO 2013-2014
DEPARTAMENTO
QUÍMICA INDUSTRIAL Y POLÍMEROS (EUITI)
COORDINADOR
JOSÉ LUIS MONTERO DE JUAN
PROFESORADO
NOMBRE Y APELLIDO
DESPACHO
Correo electrónico
JOSÉ LUIS MONTERO DE JUAN
A-319
jl.montero@upm.es
CONOCIMIENTOS PREVIOS REQUERIDOS PARA PODER SEGUIR CON NORMALIDAD LA
ASIGNATURA
ASIGNATURAS
SUPERADAS
No hay asignaturas requeridas.
Recomendable haber cursado Principios de los Procesos Químicos.
OTROS
RESULTADOS DE
APRENDIZAJE
NECESARIOS
Recomendable haber cursado y superado con anterioridad la asignatura
de Termodinámica.
Conocimiento, básico, del software matemático impartido.
QUÍMICA FÍSICA
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CURSO 2013-2014
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
COMPETENCIAS Y NIVEL ASIGNADAS A LA ASIGNATURA
Código
COMPETENCIA
NIVEL
CG07
Incorporar las nuevas tecnologías y herramientas de la
Ingeniería Industrial en sus actividades profesionales
Aplicación
CE04
Capacidad para conocer, entender y utilizar los principios de
Química Física, así como sus aplicaciones en Ingeniería.
Aplicación
CE07
Conocimientos de termodinámica aplicada
CE36
Interpretar los resultados de los ejercicios y problemas
planteados
CE47
Calcular y estimar propiedades y magnitudes fisicoquímicas
CE48
Calcular y construir diagramas termodinámicos de compuestos
puros y de mezclas.
Aplicación
CE53
Analizar sistemas utilizando balances de materia y energía.
Aplicación
CE58
Analizar, modelizar y calcular sistemas con reacción química
CE70
Realizar estudios bibliográficos y sintetizar resultados
Código
Conocimiento
Conocimiento,
análisis y
aplicación
Conocimiento,
análisis y
aplicación
Conocimiento,
análisis y
aplicación
Conocimiento,
análisis y
aplicación
RESULTADOS DE APRENDIZAJE DE LA ASIGNATURA
RA-01
Conocer los principios fundamentales de la Termodinámica y saber aplicarlos para
realizar análisis globales de sistemas termodinámicos de interés en ingeniería.
RA-02
Adquirir conocimientos de Psicrometría Aplicada.
RA-03
Adquirir conocimientos de Equilibrio Químico y Equilibrio entre Fases.
RA-04
Comprender, construir y saber utilizar los diagramas termodinámicos que describen
las diferentes propiedades de las sustancias, tanto puras como en mezclas.
RA-05
Adquirir conocimientos básicos de Cinética y Catálisis.
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CURSO 2013-2014
CONTENIDOS Y ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE
CONTENIDOS ESPECÍFICOS (TEMARIO)
TEMA /
CAPÍTULO
Tema 1:
Gas Ideal
APARTADO
1.1 Resumen histórico
1.2 Ecuación barométrica
Indicadores de logro
relacionados
LO-01
2.1 Ecuaciones de estado usadas en Ingeniería
2.2 Cálculos con ecuaciones cúbicas de estado
2.3 Ecuación del virial
2.4 Virial generalizado. Correlación de Pitzer
Tema 2:
Gas Real
2.5 Factor de compresibilidad generalizado
2.6 Factor de compresibilidad por Lee-Kesler
LO-01
LO-02
2.7 Propiedades generalizadas de saturación
2.8 Densidad de los líquidos comprimidos
2.9 Construcción de un diagrama P-T-V
2.10 Mezclas de gases reales
3.1 Psicrometría. Conceptos
3.2 Saturación adiabática
Tema 3:
Psicrometría
3.3 Termómetro húmedo
3.4 Construcción del diagrama Carrier
LO-02
LO-03
3.5 Diagrama Mollier. Diagrama ASHRAE
3.6 Diagrama psicrométrico generalizado
Tema 4:
Termodinámica
Aplicada
4.1 Diagramas termodinámicos: agua-vapor
4.2 Aplicaciones termodinámicas: agua-vapor
LO-01
LO-02
5.1 Termoquímica. Conceptos
5.2 Termoquímica. Combustión
Tema 5:
Termoquímica
5.3 Termoquímica. Contribución de Grupos
5.4 Termoquímica, Formación de hidratos
LO-01
LO-02
5.5 Termoquímica de las disoluciones
5.6 Entalpía de Mezcla. Manejo de diagramas
Tema 6:
Diagramas de
cristalización
6.1 Construcción del diagrama H-X, NaOH/H2O
6.2 Construcción de diagramas de fases, TX
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LO-01
LO-02
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6.3 Diagramas de cristalización en disolución
6.4 Construcción de diagramas de cristalización
7.1 Propiedades Residuales. Entalpía, Cp
Tema 7:
Propiedades
Residuales
7.2 Propiedades Residuales. Energía Interna, Cv
7.3 Propiedades Residuales. Entropía
LO-01
LO-02
7.4 Propiedades Residuales. Saturación L-V
7.5 Construcción de diagramas termodinámicos
8.1 Potencial Químico. Fugacidad
8.2 Equilibrio químico. Constante de equilibrio
Tema 8:
Potencial
químico
8.3 Síntesis del NH3
8.4 Cambios de fase en sustancias puras
LO-01
LO-04
8.5 Disoluciones ideales. Propiedades coligativas
8.6 Disoluciones de electrolitos
9.1 Diagrama P-X, sistema ideal binario
9.2 Diagrama T-X, sistema ideal binario
9.3 Coeficiente de actividad
9.4 Coeficiente de actividad a dilución infinita
Tema 9:
Equilibrio
Líquido-Vapor
9.5 Ecuaciones de Margules y van Laar
9.6 Ecuaciones de Wilson y NRTL
LO-02
LO-04
9.7 Ecuación UNIQUAC
9.8 Método UNIFAC
9.9 Constante de vaporización. Aplicación
9.10 Cartas de DePriester
10.1 Elementos de cinética química
10.2 Cinética de las reacciones elementales
10.3 Cinéticas reversibles
Tema 10:
Cinética química
10.4 Cinéticas consecutivas
10.5 Fotoquímica
10.6 Catálisis homogénea
10.7 Cinética enzimática homogénea
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LO-05
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CURSO 2013-2014
BREVE
DESCRIPCIÓN
DE
LAS
MODALIDADES
ORGANIZATIVAS
UTILIZADAS
Y
METODOS DE ENSEÑANZA EMPLEADOS
CLASES DE TEORIA
Presentaciones formales. Lección magistral participativa.
La información adicional estará a disposición de los alumnos en la
plataforma Moodle.
CLASES PROBLEMAS
En la resolución de ciertos problemas se utilizará un software
específico, normalmente de uso libre.
Se desarrollará, preferentemente en Excel, los métodos numéricos
necesarios para la resolución de los problemas. Se supone que los
alumnos ya tienen conocimientos de Matlab y Derive.
PRÁCTICAS
La parte práctica de la materia de Química Física se imparte en la
asignatura de EXPERIMENTACIÓN EN INGENIERÍA QUÍMICA II.
TRABAJOS
INDIVIDUALES
TRABAJOS EN
GRUPO
ACCIONES
COOPERATIVAS
Se programará, semanalmente, problemas de dificultad media.
La entrega se puede realizar por correo electrónico.
Se programará quincenalmente, los problemas de dificultad alta.
La entrega se puede realizar por correo electrónico.
Quincenalmente (está previsto hacer dos turnos), los Trabajos en
Grupo Dirigidos se impartirá en un aula de Acciones Cooperativas.
Es recomendable que cada Grupo disponga de ordenador.
TUTORÍAS
- Consulta tradicional sobre dudas de aspectos teóricos, prácticos o
experimentales de la asignatura.
- Consulta por correo electrónico (el correo será específico de la
asignatura, y se comunicará en la clase de presentación de Química
Física).
- Soporte para la preparación y seguimiento de los Trabajos
Individuales.
- Soporte para la preparación y seguimiento de los Trabajos en Grupo.
- Seguimiento de cada alumno a través de Moodle.
EXÁMENES
- Examen de clase: Temas 1, 2, 3, 4, 5 y 6.
- Examen de clase: Temas 7, 8, 9 y 10.
- Examen final: todo el contenido de la asignatura.
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CURSO 2013-2014
RECURSOS DIDÁCTICOS
Smith, J.M.; Van Ness, H. C.; Abbott, M. M., Introducción a la
Termodinámica en Ingeniería Química. McGRAW-HILL (1997).
Criado Sancho, M. y Casas Vázquez, J., Termodinámica Química
y de los Procesos Irreversibles. (2ª Edición), Pearson, Madrid
(2004).
Maron, Samuel H.; Lando, Jerome B., Fisicoquímica
Fundamental. Limusa (1978).
BIBLIOGRAFÍA
RECURSOS WEB
EQUIPAMIENTO
Hougen, O.A.; Watson, K.M.; Ragatz, R.A. Principios de los
procesos Químicos I, Balances de Materia y Energía. Reverté,
(1982)
Hougen, O.A.; Watson, K.M.; Ragatz, R.A. Principios de los
procesos Químicos II. Termodinámica. Reverté, (1982)
Çengel, Y. A. y Boles, M. A. Termodinámica, McGraw-Hill
Interamericana, México (2009).
González Velasco, J. R.; González Marcos, J. A.; González Marcoa,
Mª P.; Gutiérrez Ortiz, J. I.; Gutiérrez Ortiz, M. A., Cinética
Química Aplicada. Editorial Síntesis (1999).
Asignatura en Aula Virtual Moodle
http://www.upm.es/campus_virtual/accesocampus.php
Azeotrope Databank
http://ecosse.org/chemeng/azeotrope_bank.html
Base de Datos de Referencia Estándar del NIST
http://webbook.nist.gov/chemistry/
IUPAC-NIST Solubility Database
http://srdata.nist.gov/solubility/
KDB, Themophysical properties and equilbrium data
http://www.cheric.org/research/kdb/
Local (A-406) para Seminarios, con cañón de proyección, pizarra
electrónica y ordenadores.
Software de propiedades termodinámicas del vapor de agua y de
refrigerantes, bases de datos, equilibrio líquido-vapor y simulación.
Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry.
Sala de lectura con revistas científicas y de ingeniería.
BIBLIOGRAFÍA
COMPLEMENTARIA
y de PROBLEMAS
Potter, M, C. y Somerton, C. W. Termodinámica para ingenieros,
McGraw-Hill, Schaum, (2004).
Dymond, John H. y Smith, E. Brian. The Virial Coefficients of
Pure Gases and Mixtures. Oxford University Press (1980).
Poling, Bruce E.; Prausnitz, John M. and O’Connell, John P. The
Properties of Gases and Liquids. McGRAW-HILL, (2001).
Garritz, A.; Costas, M. y Gázquez, J. L., Problemas resueltos de
fisicoquímica (Castellan). Fondo Educativo Interamericano,
(1982).
José Luis Montero de Juan. Problemas de Química-Física.
Servicio de Publicaciones de la E. U. I. T. Industrial.
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INFORMACIÓN AL ESTUDIANTE
CURSO 2013-2014
CRONOGRAMA DE TRABAJO DE LA ASIGNATURA (Primera parte)
MES
Semana
ACTIVIDADES
AULA
1ª
Tema 1 (2 h)
2ª
Tema 2 (4 h)
x
3ª
Tema 2 (4 h)
x
4ª
Tema 3 (4 h)
x
1ª
Tema 3 (2 h)
x
2ª
Tema 5 (2 h)
x
3ª
Tema 5 (4 h)
x
4ª
Tema 6 (4 h)
x
Tema 2 (2 h)
LABORATORIO
TRABAJO
INDIVIDUAL
TRABAJO EN
GRUPO
ACTIVIDADES
EVALUACIÓN
Aula de
Acciones
Cooperativas
x
x
x
Sept.
Oct.
Tema 4 (2 h)
x
x
x
x
x
x
x
x
Examen de
Clase
5ª
CRONOGRAMA DE TRABAJO DE LA ASIGNATURA (Segunda parte)
QUÍMICA FÍSICA
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INFORMACIÓN AL ESTUDIANTE
CURSO 2013-2014
MES
Nov.
Semana
ACTIVIDADES
AULA
1ª
Tema 7 (2 h)
x
2ª
Tema 7 (2 h)
x
3ª
4ª
Dic.
Tema 8 (3 h)
Tema 8 (3 h)
Tema 9 (1 h)
TRABAJO
INDIVIDUAL
x
Tema 9 (4 h)
x
1ª
Tema 9 (4 h)
x
2ª
Tema 9 (1 h)
Tema 10 (3 h)
Tema 10 (4 h)
TRABAJO EN
GRUPO
ACTIVIDADES
EVALUACIÓN
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
Examen de
Clase
2ª
QUÍMICA FÍSICA
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Aula de
Acciones
Cooperativas
x
x
5ª
3ª
Ene.
Tema 7 (1 h)
LABORATORIO
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INFORMACIÓN AL ESTUDIANTE
CURSO 2013-2014
SISTEMA DE EVALUACIÓN DE LA ASIGNATURA
EVALUACIÓN
Ref
INDICADOR DE LOGRO
Relacionado
con RA:
LO-01
Calcular y estimar propiedades Quimicofísicas
RA-01, RA-03
LO-02
Saber construir e interpretar diagramas termodinámicos
RA-01, RA-04
LO-03
Saber aplicar los conocimientos de psicrometría en Ingeniería
RA-02
LO-04
Realizar cálculos del equilibrio químico y entre fases
RA-03
LO-05
Conocer los fundamentos de cinética y catálisis
RA-05
QUÍMICA FÍSICA
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INFORMACIÓN AL ESTUDIANTE
CURSO 2013-2014
EVALUACIÓN SUMATIVA (ACUMULATIVA)
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES
EVALUABLES
MOMENTO
LUGAR
PESO EN LA
CALIFICACIÓN
Resolución y entrega de problemas.
Semanal
Aula
5%
Acciones cooperativas.
Quincenal
Aula
5%
Dos “Pruebas de clase”.
Octubre y
Diciembre
Aula
30%
Examen final, dividido en dos partes. La materia de
cada parte coincide con la Prueba de Clase
correspondiente.
Enero
Aula de
examen
60%
CRITERIOS DE CALIFICACIÓN
Los estudiantes obtendrán una calificación final entre 0 y 10 puntos; la asignatura se
considera superada con una nota igual o superior a 5 puntos.
Convocatoria Ordinaria
Modalidad “Evaluación Continua”
Los alumnos que opten por ésta modalidad, deben realizar, como mínimo, el 75% de los
trabajos propuestos. Se considera “trabajo realizado” si la nota es igual o superior a 5
puntos.
La nota del Examen Final, y de las Pruebas de Clase, no puede ser menor de 3.5 puntos.
Los alumnos que hayan realizado el 75% de los trabajos propuestos, pueden liberar, para el
Examen Final, la materia correspondiente a las Pruebas de Clase con una nota igual o
superior a 5 puntos (asignando ésta nota en el cómputo de la parte correspondiente del
Examen Final).
Modalidad “Sólo Prueba Final”
Los alumnos que opten directamente por ésta modalidad, o los que no hayan superado la
evaluación continua, deberán realizar un Examen Final, contando un 100% de la nota.
Convocatorias Extraordinarias
Deberán realizar un Examen, contando un 100% de la nota.
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