PROGRAMA

Unidad 1
Objetivo
Utilizar Unidades - Sistemas de Unidades y Escalas de Temperaturas.
Analizar los Sistemas de Unidades y escalas de temperaturas más usados en Termodinámica privilegiando el uso del Sistema Internacional.
Interpretar las definiciones y conocer la simbología a utilizar en el desarrollo de la asignatura.
IMPORTANCIA DE LA TERMODINáMICA EN INGENIERíA
Definiciones: Sistema, Medio Ambiente, Límites del sistema, Universo Termodinámico. Criterios de enfoque. Clasificación de Sistemas y Límites. Concepto y definición de equilibrio termodinámico. Propiedades, parámetros, estado, evolución. Clasificación de propiedades. Clasificación de evoluciones o transformaciones. Principio Cero de la Termodinámica. Unidades más usuales en Termodinámica.
Unidad 2
Objetivo
Interpretar el comportamiento de las sustancias puras.
Conocer y utilizar las tablas de propiedades, determinando valores de Psat, Tsat, Vsat; condición del sistema y cálculo de la calidad de un vapor húmedo.
PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS PURAS
Definición y comportamiento. Diagramas pv; pT y Tv de una sustancia pura. Superficie pvT de la sustancia pura. Estados de agregación: Fase vapor, Fase líquida y Fase sólida. Vapor saturado, vapor saturado húmedo, vapor sobrecalentado, líquido saturado, líquido comprimido. Presión de vapor, temperatura de saturación. Título o calidad de un vapor húmedo. Tablas de propiedades de las sustancias puras.
Unidad 3
Objetivo
Comprender el comportamiento de las sustancias puras en la fase gaseosa y analizar la relación P-V-T de las mismas en especial cuando la presión tiende a cero.
Analizar los casos en que intervienen mezclas de varias sustancias, determinando las propiedades de las mismas en función de las propiedades de las sustancias puras.
GASES IDEALES, REALES, MEZCLAS
El gas ideal o perfecto. Ecuación de estado para los gases ideales. Superficie de estado para el gas ideal. Mezclas de gases ideales. Leyes de Amagat y Dalton. Propiedades de una mezcla de gases ideales. El gas real. Ecuación de Van der Waals. Ley de los estados correspondientes. Otras ecuaciones de estado para gases reales. Factor de compresibilidad. Ecuación de Gou Yen Su. Mezclas de gases reales. Propiedades de las mezclas de gases reales. Parámetros pseudocríticos y pseudoreducidos. Factor de compresibilidad de una mezcla de gases reales.
UNIDAD 4
Objetivo
Mostrar los mecanismos de la ciencia para plantear y resolver problemas de ingeniería en el ámbito de la conservación de la energía en procesos realizados por sistemas de masa constante, donde se intercambia especialmente calor y trabajo con el medio ambiente.
CALOR
Definición. Concepto. Capacidad calorífica. Calor específico. Calor específico verdadero o instantáneo, calor específico medio, variabilidad de los calores específicos. Cálculo de los calores intercambiados entre sistema y medio ambiente. Signos. Tablas.
TRABAJO
Definición. Concepto. Cálculo del trabajo transferido entre sistema y medio para distintos tipos de sistemas. Representación gráfica. Signos.
PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINáMICA
Su enunciación experimental. Formulación matemática para un sistema cerrado. Energía Interna Generalizada o Total almacenada. Su naturaleza. Energía Interna. Propiedades. Energía Interna de un gas ideal. Aplicación del primer principio para distintos tipos de evoluciones.
UNIDAD 5
Objetivo
Mostrar los mecanismos de la ciencia para plantear y resolver problemas de ingeniería en el ámbito de la conservación de la energía en procesos realizados por sistemas donde hay flujo de masa en régimen estable y no estable
PRIMER PRINCIPIO PARA SISTEMAS ABIERTOS
En flujo estable (circulantes) y en flujo no estable (volumen de control). Entalpía. Propiedades. Entalpía para un gas ideal. Aplicación del primer principio para sistemas abiertos a distintos dispositivos comunes en ingeniería. Caldera, tobera, turbina, compresor, recipiente que se llena, recipiente que se vacía, etc. Transformaciones cuasiestáticas de sistemas constituidos por un gas ideal.
UNIDAD 6
Objetivo
Establecer con toda claridad que si bien la energía se conserva , no todo el calor se puede transformar en trabajo por medio de una máquina térmica.
Interpretar la irreversibilidad de los procesos reales.
Conocer la máquina térmica reversible y el ciclo de máximo rendimiento.
SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINáMICA
Generalidades. Enunciados. Reversibilidad e irreversibilidad en distintos procesos. Generalización a las transformaciones reales. Máquina térmica y frigorífica reversibles. Teorema de CARNOT. Corolarios del teorema de CARNOT. Ciclos reversibles. Ciclo de CARNOT. Escala de temperaturas absoluta.
UNIDAD 7
Objetivo
Conocer la propiedad que establece el sentido de las transformaciones y el equilibrio de los sistemas aislados.
Saber interpretar y usar los diagramas entrópicos
ENTROPíA
Teorema de CLAUSIUS. Formulación matemática del Segundo Principio. Entropía. Propiedades. Entropía para procesos ideales y reales. Entropía e irreversibilidad. El segundo principio como Principio de Aumento de la Entropía. La entropía como probabilidad de estados termodinámicos. Cálculo de la Entropía para gases ideales. Diagramas entrópicos para gases ideales y vapores. Aplicaciones.
UNIDAD 8
Objetivo
Comprender cual es la energía utilizable y concientizar un uso racional de esa energía.
Establecer el rendimiento exergético.
EXERGíA
Concepto y definiciones. Importancia. Determinación de la Exergía de una fuente térmica y de un cuerpo respecto de la atmósfera. Casos particulares. Exergía de un sistema cerrado cualquiera sea su estado. Exergía de un sistema abierto en flujo estable. Rendimiento exergético de las instalaciones.
UNIDAD 9
Objetivo
Conocer desde un punto de vista ideal los ciclos y rendimientos térmicos de los motores de combustión interna y turbina a gas que se usan en la práctica.
CICLOS DE MOTORES DE GAS
Nociones elementales sobre combustibles y combustión. Definición de poder calorífico de un combustible. Estudio termodinámico de los ciclos ideales de aire y teóricos de aire combustible. Determinación del rendimiento térmico y aplicaciones. Ciclo OTTO. Ciclo DIESEL. Ciclo SEMIDIESEL o SABATHE. Ciclo BRAYTON. Representación en los planos p-v y T-s.
UNIDAD 10
Objetivo
Conocer los distintos ciclos e instalaciones que se usan con fluidos condensables como el vapor de agua.
Entender las mejoras técnicas y de rendimiento que pueden realizarse.
Comprender los diagramas donde se representan los ciclos.
CICLOS DE MáQUINAS DE VAPOR
Ciclo de Carnot para fluidos condensables. Rendimiento del ciclo y relación de trabajo. Ciclo de Rankine. Instalación necesaria para describirlo. Rendimiento termodinámico. Mejoras que se introducen para aumentar su eficiencia. Ciclo con recalentamiento. Ciclo con doble expansión y recalentamiento intermedio. Ciclo regenerativo. Ciclo con extracciones múltiples. Representación gráfica en el diagrama T - s y h - s.
UNIDAD 11
Objetivo
Interpretar los fundamentos básicos de la refrigeración.
Analizar y representar los distintos ciclos y esquemas de las instalaciones.
CICLOS DE REFRIGERACIóN O FRIGORíFICOS
Ciclos frigoríficos con dos y tres fuentes térmicas. Bomba de calor. Ciclo inverso de Carnot. Efecto frigorífico y efecto calorífico. Coeficiente de efecto frigorífico y calorífico. Ciclo en régimen seco. Mejoras para aumentar la eficiencia. Ciclo con doble compresión y refrigeración intermedia. Ciclo con subenfriamiento o de doble expansión.
UNIDAD 12
Objetivo
Reafirmar y aplicar los conceptos de mezcla de gases.
Comprender los problemas de acondicionamienmto de ambientes y uso de tablas y diagramas
AIRE HúMEDO
Definición y usos. Composición. Propiedades que lo definen. Humedad absoluta. Humedad absoluta máxima. Grado de saturación. Presión relativa. Entalpía. Temperatura de bulbo húmedo. Psicrómetro. Temperatura de saturación adiabática. Temperatura de rocío. Diagrama Psicrométrico. Diagrama entálpico. Procesos con aire húmedo. Mezclas de aire húmedo.