Balance de Masa y Energía Ecuaciones Diferenciales Fisicoquímica

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UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA

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Nombre del Programa

INGENIERÍA DE ALIMENTOS

Nombre del curso                         

TERMODINÁMICA

Facultad y Departamento

Facultad de Ingenierías

Departamento de Ingeniería de Alimentos

Código        

302122

Semestre        

V

Número de créditos

3

Carga horaria presencial semanal

5 horas

Área de conocimiento

Básica Ingeniería

Requisitos

Balance de Masa y Energía

Ecuaciones Diferenciales

Fisicoquímica

1. FUNDAMENTACIÓN

El egresado del programa de Ingeniería de Alimentos debe tener habilidades y conocimientos en describir e interpretar los procesos térmicos, el equilibrio dinámico entre fases, principios básicos que involucren los fenómenos de evaporación, refrigeración, ciclos de potencia para poder aplicarlos en los procesos y operaciones involucrados en la transformación de materia primas agropecuarias.

El sistema de conocimientos y habilidades de la asignatura satisface las necesidades de otras disciplinas y asignaturas como Operaciones Unitarias I, Operaciones Unitarias II, Diseño de Plantas, Procesos Biotecnológicos, Tecnología de Alimentos tiene salida directa al campo de acción de los procesos y tecnologías de los alimentos.  

1. OBJETIVOS GENERALES

2

1. Objetivos Generales Educativos

Reflexionar epistemológicamente sobre los conocimientos y la práctica en el campo de la Ingeniería de Alimentos como una alternativa para el bienestar y desarrollo de la comunidad, produciendo un profesional integral.

1. Objetivos Generales Instructivos

Analizar las leyes de la Termodinámica y sus aplicaciones a los procesos y operaciones involucradas en la transformación y conservación de las materias primas y productos alimentarios.

1. CONTENIDO

1. UNIDAD DE APRENDIZAJE I: PROPIEDADES TERMODINÁMICAS DE LOS FLUIDOS

1. Objetivos

Adquirir el conocimiento y la habilidad de calcular las propiedades termodinámicas (entalpía, energía interna, entropía, etc.) de las sustancias puras.

1. Sistema de conocimiento

• Relación entre las propiedades termodinámicas de los fluidos.
• Propiedades termodinámicas de las sustancias de una sola fase.
• Sistema de dos fases.
• Tipos de diagramas termodinámicos.
• Tabla de propiedades termodinámicas.
• Correlaciones generalizadas      

1. Sistema de habilidades

• Interpretar diagramas termodinámicos.
• Calcular propiedades termodinámicas de sustancias puras.

1. UNIDAD DE APRENDIZAJE II: PROPIEDADES TERMODINÁMICAS DE MEZCLAS HOMOGÉNEAS

1. Objetivos

Desarrollar conocimientos y habilidades para cuantificar las propiedades termodinámicas de mezclas.

1. Sistema de conocimiento

• Relaciones de propiedades termodinámicas.
• Propiedades molares parciales, fugacidad, coeficiente de fugacidad.
• Cambio propiedades mezclas, efectos térmicos de mezclado.
• Coeficiente de actividad.
• Mezcla de gases.  

1. Sistema de habilidades

• Identificar las relaciones termodinámicas para mezclas gaseosas.
• Calcular fugacidad, coeficiente de fugacidad, actividad, propiedades de las mezclas.
• Diferenciar soluciones reales e ideales.

1. UNIDAD DE APRENDIZAJE III: EQUILIBRIO DE FASES

1. Objetivos

Desarrollar conocimientos para integrar las variables que determinan los procesos de equilibrio de fases, y así comprender las diferentes curvas de equilibrio que serán utilizadas en los procesos que involucren fenómenos de transferencia de materia.

1. Sistema de conocimiento

• Naturaleza del equilibrio.
• Criterios del equilibrio.
• Modelos para el cálculo del coeficiente de actividad.
• Equilibrio Líquido – Vapor.
• Equilibrio Líquido – Líquido.
• Equilibrio Sólido – Gas, Sólido, Líquido.
• Carta Psicométrica.

1. Sistema de habilidades

• Realizar curvas equilibrio sistema binario, líquido – vapor.
• Comprender la carta psicométrica.
• Determinar curvas de equilibrio de secado y de procesos transferencia de masa.

1. UNIDAD DE APRENDIZAJE IV: CICLOS DE POTENCIA Y REFRIGERACIÓN  

1. Objetivos

Comprender las variables involucradas en los ciclos de potencia y refrigeración y aplicarlas a los sistemas en potencia y refrigeración.

1. Sistema de conocimiento

• Ciclo de vapor.
• Máquinas de combustión interior.
• Planta de potencia de turbinas.
• Ciclos de refrigeración (Carnot, aire, compresión vapor).
• Elección de refrigerante.
• Introducción al diseño de sistemas de refrigeración.

1. Sistema de habilidades

• Analizar los ciclos de potencia.
• Interpretar los ciclos de refrigeración.
• Calcular los ciclos de potencia y refrigeración.

1. INDICACIONES METODOLÓGICAS Y DE ORGANIZACIÓN

El método de enseñanza utilizado en el desarrollo de la asignatura comprende:

• Familiarización: clases magistrales o conferencias, donde se impartirán las bases teóricas de los diferentes temas a tratar.
• Reproducción: se hará utilizando seminarios y análisis de artículos de revistas actualizadas que tengan metodologías nuevas de cálculos de los temas tratados.
• Producir: se realizarán talleres en la sala de cómputo donde se programarán algoritmos de cálculos del equilibrio y de propiedades termodinámicas, se desarrollarán talleres en clase para afianzar los conocimientos adquiridos.
• Crear: durante el curso, el estudiante desarrollará software para la determinación de curvas de equilibrio de procesos de transformación de masa en Ingeniería de Alimentos.

1. SISTEMA DE EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE

Se tomarán 3 notas semestrales donde cada nota se distribuye así:

Parcial: 50%

Quices: 30%

Talleres y trabajos: 30%

BIBLIOGRAFÍA

GENCEL, Yunus y BOLES, Michael. Termodinámica. Tomo I y II. Mc Graw Hill.

ZEMANSKY, Mark y DITTMAN, Richard. Calor y termodinámica. Mc Graw Hill.

HOWEL, John y BUCKLUS, Richard. Principios de termodinámica para ingenieros. Mc Graw Hill.

SMITH, J. M. y VAN NESS, H. C. Introducción a la termodinámica en ingeniería química. Mc Graw Hill.

AGUILAR, J. Curso de termodinámica. Alambra.