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Termodinámica Básica (Optativa V FBP) 1
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VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
PROGRAMA ANALÍTICO FIME
Nombre de la unidad de aprendizaje: Termodinámica Básica (Optativa V FBP)
Frecuencia semanal: 3 hrs.
Horas presenciales: 42 hrs. Horas de trabajo extra-aula: 28 hrs.
Modalidad: Presencial
Período académico: Semestral
Unidad de aprendizaje: ( ) obligatoria ( X ) optativa Área curricular, según el nivel educativo: Licenciatura ( X ) Formación básica profesional ( ) Formación profesional ( ) Formación general Universitaria ( ) Libre elección Créditos UANL: 3 incluyendo el laboratorio
Fecha de elaboración: 24/04/2012 Fecha de la última actualización: 03/09/2012
Responsables del diseño: M.C. Miguel García Yera
Dr. Jorge Adrián Aldaco Castañeda
M.C Yumei Mata Hi
M.C. David Garza Castaño
M.C. Humberto Arroyo Balderas
Presentación: Esta unidad de aprendizaje está dividida en 5 unidades temáticas, en la primera se estudia el lenguaje utilizado en la ingeniería
termodinámica, así como, las propiedades termodinámicas de las sustancias de trabajo utilizadas en los sistemas termodinámicos. En la segunda
unidad se estudian los conceptos de conservación de la masa y la energía. En la tercera unidad se estudian las sustancias puras, y se analizan
mediante la primera ley de la termodinámica sus aplicaciones en dispositivos térmicos. En la cuarta unidad se estudian los gases ideales, y se
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analizan mediante la primera ley de la termodinámica sus aplicaciones en dispositivos térmicos. En la quinta unidad se estudia la segunda ley de
la termodinámica y su aplicación en máquinas térmicas, refrigeradores y bombas de calor.
Propósito:
Esta unidad de aprendizaje tiene como finalidad permitir a los estudiantes de ingeniería fundamentar los requerimientos previos
necesarios para la caracterización y análisis de las máquinas térmicas, mediante el desarrollo de su capacidad para identificar las propiedades
térmicas de los estados termodinámicos relacionándolas con las leyes de la termodinámica, permitiendo el análisis a la solución de problemas de
ingeniería térmica. Con esto se contribuirá al mejor desarrollo de las unidades de aprendizaje posteriores que empleen los conceptos de la
termodinámica, ya que le proporciona las bases fundamentales para su posterior estudio. Generando profesionales competentes capaces de
una actuación creativa en la que el desempeño integre los conocimientos, habilidades y actitudes en torno a la termodinámica.
Competencias del perfil de egreso:
a. Competencias de la Formación General Universitaria a las que contribuye esta unidad de aprendizaje: Esta unidad de aprendizaje contribuye al desarrollo de las siguientes competencias generales:
Competencias instrumentales:
• Aplica estrategias de aprendizaje autónomo en los diferentes niveles y campos del conocimiento que le permitan la toma de decisiones
oportunas y pertinentes en los ámbitos personal, académico y profesional.
Competencias personales y de interacción social
• Interviene frente a los retos de la sociedad contemporánea en lo local y global con actitud crítica y compromiso humano, académico y
profesional para contribuir a consolidar el bienestar general y el desarrollo sustentable.
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Competencias integradoras
• Asume el liderazgo comprometido con las necesidades sociales y profesionales para promover el cambio social pertinente.
b. Competencias específicas del perfil de egreso a las que contribuye la unidad de aprendizaje:
Analizar las partes de un dispositivo, equipo, sistema o proceso, estableciendo las relaciones que guardan entre sí, que le permita documentar la
información obtenida en forma estructurada, ordenada y coherente, incluyendo conclusiones propias.
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Representación gráfica
Competencias de la Unidad de Aprendizaje
Instrumentales
Aplica estrategias de aprendizaje autónomo en los diferentes niveles y
campos del conocimiento que le permitan la toma de decisiones
oportunas y pertinentes en los ámbitos personal, académico y profesional
Analizar las partes de un dispositivo, equipo, sistema o
proceso, estableciendo las relaciones que guardan entre
sí
Distinguir los conceptos básicos de la termodinámica, mediante las definiciones
fundamentales para aplicarlos en diferentes casos de estudio
Identificar los tipos de energía presentes en los sistemas termodinámicos, mediante sus
propiedades, para evaluar su influencia en un proceso termodinámico
Personales y de Interacción
Social
Interviene frente a los retos de la sociedad contemporánea en lo local y
global con actitud crítica y compromiso humano, académico y profesional para
contribuir a consolidar el bienestar general y el desarrollo sustentable
Documentar la información obtenida en forma
estructurada, ordenada y coherente
Identificar las sustancias puras y caracterizarlas mediante su tratamiento matemático para
utilizarlas en los diferentes tipos de sistemas y dispositivos térmicos cumpliendo la primera ley
de la termodinámica
Identificar los gases ideales y reales, y caracterizarlos mediante su tratamiento
matemático para utilizarlos en los diferentes tipos de sistemas y dispositivos térmicos cumpliendo la
primera ley de la termodinámica
IntegradorasAsume el liderazgo comprometido con las necesidades sociales y profesionales para
promover el cambio social pertinente
Analizar las partes de un dispositivo y documentar la información incluyendo
conclusiones propias
Identificar la segunda ley de la termodinámica mediante los postulados de Kelvin-Planck y Clausius para el análisis del ciclo de Carnot y de las máquinas
térmicas
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Unidad temática 1: Conceptos básicos de la termodinámica.
Competencias particulares: Distinguir los conceptos básicos de la termodinámica, mediante las definiciones fundamentales para aplicarlos en diferentes casos de estudio.
Elementos de
Competencia
Evidencias de
aprendizaje
Criterios de
desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos
Identificar el lenguaje y
las propiedades de un
sistema
termodinámico con las
definiciones básicas,
para establecer sus
condiciones de estado
y su impacto en
aplicaciones teóricas.
Test de conceptos
básicos de la
termodinámica.
Test conceptos
básicos de la
termodinámica:
� Respuestas
correctas
� Limpieza
Realizar la lectura de las
definiciones básicas de la
termodinámica y discusión del
tema elaborando el
cuestionario de conceptos
básicos de la termodinámica.
Termodinámica
Sistemas
Propiedades
Estado
Proceso y ciclo
Ley Cero de la
Termodinámica
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Unidad temática 2: Energía. Competencias particulares: Identificar los tipos de energía presentes en los sistemas termodinámicos, mediante sus propiedades, para evaluar su influencia en un proceso
termodinámico.
Elementos de
Competencia
Evidencias de
aprendizaje
Criterios de
desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos
Distinguir los tipos de
energía de la
termodinámica clásica en
base a las características
del sistema para su
aplicación en procesos
térmicos.
Test de los tipos de
energía y sus
transformaciones
Test:
� Respuestas
correctas
� Limpieza
Realizar la lectura de las
definiciones de los tipos
de energía discutiendo el
tema en clase y llevando a
cabo resolución de casos
teóricos y prácticos.
Tipos y formas de
energía
Transferencia de
energía por calor
Transferencia de
energía por trabajo
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Unidad temática 3: Sustancias Puras
Competencias particulares: Identificar las sustancias puras y caracterizarlas mediante su tratamiento matemático para utilizarlas en los diferentes tipos de sistemas y
dispositivos térmicos cumpliendo la primera ley de la termodinámica.
Elementos de
Competencia
Evidencias de
aprendizaje Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos
Determinar las
propiedades de las
sustancias puras
mediante el uso de
tablas, diagramas y
leyes, para aplicarlo a
la solución de casos
de estudio.
Ejercicios resueltos
de sustancias
puras.
Ejercicios:
� Metodología de
solución.
� Resultado correcto.
� Orden y limpieza.
Resolución individual y grupal
de ejercicios: Problemas
relacionados al manejo de
tablas de propiedades, análisis
de la primera ley en sistemas
cerrados y análisis de la primera
ley en sistemas abiertos.
Sustancia pura
Fases
Cambio de Fase
Diagramas y
Tablas de
propiedades
termodinámicas
Análisis de la
primera ley de la
termodinámica
en sistemas
cerrados
Análisis de la
primera ley de la
termodinámica
en sistemas
abiertos
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Unidad temática 4: Gas ideal y real Competencias particulares: Identificar los gases ideales y reales, y caracterizarlos mediante su tratamiento matemático para utilizarlos en los diferentes tipos de sistemas y
dispositivos térmicos cumpliendo la primera ley de la termodinámica.
Elementos de
Competencia
Evidencias de
aprendizaje Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos
Determinar las
propiedades de
los gases ideales
y reales
mediante el uso
de tablas,
diagramas y
leyes, para
aplicarlo a la
solución de
casos de
estudio.
Ejercicios
resueltos:
De las ecuaciones
de estado de los
gases ideales, el
uso de factor de
compresibilidad,
análisis de la
primera ley en
sistemas cerrados
y análisis de la
primera ley en
sistemas abiertos.
Ejercicios De las
ecuaciones de estado
de los gases ideales, el
uso de factor de
compresibilidad,
análisis de la primera
ley en sistemas
cerrados y análisis de la
primera ley en sistemas
abiertos:
- Metodología de
solución.
- Resultado
correcto.
- Orden y
limpieza.
Resolución individual y grupal
de ejercicios: Problemas
relacionados a la aplicación
de las ecuaciones de estado
de los gases ideales, el uso
del factor de compresibilidad,
análisis de la primera ley en
sistemas cerrados y análisis
de la primera ley en sistemas
abiertos.
Ecuaciones de estado de
los gases ideales
Factor de
compresibilidad
Otras ecuaciones de
estado
Calores específicos
Energía interna y entalpía
de gases ideales
Análisis de la primera ley
de la termodinámica en
sistemas cerrados
Análisis de la primera ley
de la termodinámica en
sistemas abiertos
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Unidad temática 5: La segunda ley de la termodinámica Competencias particulares: Identificar la segunda ley de la termodinámica mediante los postulados de Kelvin-Planck y Clausius para el análisis del ciclo de Carnot y de las
máquinas térmicas.
Elementos de
Competencia
Evidencias de
aprendizaje Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos
Identificar la
importancia del
ciclo de Carnot
mediante el uso
de los
postulados de la
segunda ley de la
termodinámica
para su
aplicación en
ciclos ideales y
reales.
Ejercicios
resueltos:
Ciclo Carnot,
análisis de la
maquina térmica
de Carnot,
análisis del
refrigerador y
bomba de calor
de Carnot,
análisis de la
maquina térmica
y análisis del
refrigerador y
bomba de calor.
Ejercicios:
- Metodología de
solución.
- Resultado
correcto.
- Orden y
limpieza.
Resolución individual y grupal
de ejercicios. Problemas
relacionados a la aplicación
del ciclo de Carnot, análisis
de la máquina térmica de
Carnot, análisis del
refrigerador y bomba de calor
de Carnot, análisis de la
máquina térmica y análisis
del refrigerador y bomba de
calor.
Proceso reversible e
irreversible.
Ciclo Carnot.
La maquina térmica de
Carnot.
El refrigerador y la bomba
de calor de Carnot.
Maquinas térmicas.
Refrigerador y bomba de
calor.
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Elementos de
Competencia
Evidencias de
aprendizaje
Criterios de
desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos
Evaluación integral de procesos y productos (ponderación /evaluación sumativa) Evidencia Ponderación
Test de conceptos básicos de la termodinámica 4
Test de los tipos de energía sus transformaciones. 3
Ejercicios resueltos de sustancias puras. 15
Examen de medio curso. 20
Ejercicios resueltos: De las ecuaciones de estado de los gases ideales,
el uso de factor de compresibilidad, análisis de la primera ley en sistemas
cerrados y análisis de la primera ley en sistemas abiertos. 15
Ejercicios resueltos: Ciclo Carnot, análisis de la maquina térmica de Carnot,
análisis del refrigerador y bomba de calor de Carnot, análisis de la maquina
térmica y análisis del refrigerador y bomba de calor 15
Examen final 20
Producto integrador de aprendizaje: Producto integrador 8 %
Al finalizar esta unidad de aprendizaje el estudiante deberá entregar un portafolio el cual deberá contener las 7 evidencias de la evaluación
integral de procesos y productos, así como una reflexión sobre el desarrollo del programa de clase.
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Fuentes de apoyo y consulta:
� Libro: Termodinámica
Autor: Yunus A. Cengel
Editorial: Mc. Graw Hill
� Libro: Termodinámica
Autor: Moran & Shapiro
Editorial: Reverté
� Libro: Thermodynamics and Heat Power
Autor: Irving Granet
Editorial: Prentice Hall
• Tema: Termodinámica
Liga: ula.ve/ingenieria/villamar/enlacesdeinteres.htm Fecha última revisión: N.A.
� Revista: MEMORIAS DEL XVI CONGRESO INTERNACIONAL ANUAL DE LA SOMIM
Año: 2010
# de revista: N.A.
Mes: Septiembre 2010
Nombre del artículo: ANÁLISIS TERMODINÁMICO DE LOS CICLOS DE REFRIGERACIÓN CON HF-134a Y DE UNA ETAPA CON CO2
Autor: Martín Salazar Pereyra, Raúl Lugo Leyte, Federico Méndez Levielle.
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Perfil del docente: El profesor debe poseer un nivel académico de Maestría y/o Doctorado en ingeniería mecánica, con conocimiento, habilidad y experiencia en el
área de la Termodinámica, así como ser competente en contextos pedagógicos que le permitan fomentar ambientes de aprendizaje
participativos para contribuir a la formación integral del estudiante .
Ficha bibliográfica del profesor: M. C. Miguel García Yera, trabaja como maestro de tiempo completo en la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica desde el 2008 hasta la
fecha, profesor de asignatura de 1998 – 2008, obtuvo su licenciatura en 1996 como Ingeniero Mecánico Electricista, y su Maestría en Ingeniería
Mecánica con especialidad en Térmica y Fluidos en el 2004 en la FIME de la UANL.
Dr. Jorge Adrián Aldaco Castañeda trabaja como catedrático en la FIME de la UANL desde el 2000 hasta la fecha, obtuvo su licenciatura como
Ingeniero Mecánico Administrador en 1998, su Maestría en Ingeniería Mecánica con especialidad en Materiales en el 2000 y su Doctorado en
Ingeniería de Materiales en el 2011 en la FIME de la UANL. Imparte asignaturas del área de térmica desde el año 2000.
M. C. David Garza Castaño trabaja como maestro de tiempo completo en la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica desde el 1991 hasta la
fecha, obtuvo su licenciatura en 1981 como Ingeniero Químico y su Maestría en Ciencias con especialidad en relaciones humanas en el 2000 en
la FIME de la UANL.
M.C. Yumei Mata Hi, trabaja como maestra con asignatura A por horas y base en la Facultad de Ingeniería Mecánica Eléctrica desde el 2007 hasta
la fecha, con asignatura A por horas de 2005 – 2007, obtuvo su licenciatura en el 2005 como Ingeniero Mecánico Administrador, su Maestría en
Administración Industrial y de Negocios con Orientación en Relaciones Industriales en el 2007 en la FIME de la UANL.
M. C. Humberto Arroyo Balderas, trabaja como profesor de asignatura en la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica desde el 1996 hasta la
fecha, obtuvo su licenciatura en 1995 como Ingeniero Mecánico Electricista, y su Maestría en Ingeniería Mecánica con Especialidad en Diseño
Mecánico en el 2005 en la FIME de la UANL
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JEFATURA DE ACADEMIA JEFATURA DE DEPARTAMENTO
COORDINACIÓN DE LA DIVISIÓN SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA DE MECÁNICA