Balance de Masa y Energía Ecuaciones Diferenciales Fisicoquímica
Pedro Luis Izquierdo QuirozApuntes24 de Mayo de 2022
2.244 Palabras (9 Páginas)161 Visitas
[pic 1] | UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA | [pic 2] |
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 |
DESCRIPCIÓN DEL CURSO
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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. |
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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.
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. |
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Adquirir el conocimiento y la habilidad de calcular las propiedades termodinámicas (entalpía, energía interna, entropía, etc.) de las sustancias puras.
Desarrollar conocimientos y habilidades para cuantificar las propiedades termodinámicas de mezclas.
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.
Comprender las variables involucradas en los ciclos de potencia y refrigeración y aplicarlas a los sistemas en potencia y refrigeración.
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El método de enseñanza utilizado en el desarrollo de la asignatura comprende:
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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. |
PROGRAMACIÓN ACADÉMICA GENERAL
SEM | COMPETENCIA | FUNDAMENTACIÓN CONCEPTUAL | METODOLOGÍA | RECURSOS | EVALUACIÓN | TOTAL (horas) | |||
DOCENCIA DIRECTA | TIEMPO | TRABAJO INDEPENDIENTE | TIEMPO | ||||||
1 | Reconoce la importancia de la termodinámica y aplicabilidad en la ingeniería de Alimentos. Calcula datos PVT a partir de factor de compresibilidad y coeficientes viriales. Calcula calores latentes de ebullición a partir de propiedades criticas Explica y relacionar las propiedades termodinámicas y su uso en el cálculo de equilibrio de procesos físicos en ingeniería de alimentos | Sensibilización y socialización de la importancia de la termodinámica en el equilibrio físico y su aplicabilidad en la operaciones unitarias en los procesos de ingeniería de alimentos Desarrollo teórico y aplicación de coeficientes viriales y factor de compresibilidad en el cálculo PVT Definir algunas relaciones termodinámicas entre U, H, A, G, S | 2 2 1 | Elaboración de ensayo sobre: la importancia de la termodinámica en la ingeniería de Alimentos. Solución de taller sobre la aplicación sobre cálculos PVT a partir de factor de compresibilidad y coeficientes viriales. Solución de Taller sobre el cálculo de propiedades termodinámicas en función de propiedades termodinámicas | 2 1 1 | Dinámica de presentación. Presentación del programa académico. Taller sobre cálculo de PVT. Clase magistral | Dinámica de grupos. Programa de asignaturas. Textos de termodinámica: Smith Van Ness, Prausnitz, Van Ness and Abbott, Manual del Ingeniero Químico ( Perry) Documentos del docente | Participación. Ensayo. Revisión de taller. Monitoreo del autoaprendizaje. | 9 |
2 | Explicar y relacionar las propiedades termodinámicas y su uso en el cálculo de equilibrio de procesos físicos en ingeniería de alimentos Interpreta los modelos de cálculo de presión de vapor | Información básica sobre relaciones termodinámicas, propiedades termodinámicas en una sola fase, relaciones de Maxwell Desarrollo de modelos (Antoinne, Clausius- Clapeyron) de cálculo de la presión de vapor a partir de relaciones de equilibrio | 2 3 | Solución de Taller sobre la aplicación de las relaciones de Maxwell en los modelos para el cálculo de propiedades termodinámicas Desarrollo de algoritmo para el cálculo de la presión de vapor Desarrollo de un programa para el cálculo de presiones de vapor | 2 1 1 | Exposición magistral. Sala informática | Proyector Computadores Textos de consulta Consultas en Internet | Participación en clases. . | 9 |
3 | Calcula propiedades termodinámicas como entalpía, entropía, energía interna, energía libre de Helmontz, energía libre de Gibbs de sustancias puras a partir de datos experimentales o utilizando coeficientes viriales o factor de compresiblidad | Definición de propiedades residuales y el desarrollo de sus modelos matemáticos. Desarrollo de modelos para el cálculo de propiedades termodinámicas a partir de las propiedades residuales y datos experimentales | 2 3 | Desarrollo de Taller sobre el cálculo de propiedades termodinámicas a partir de datos experimentales Desarrollo de Taller sobre el cálculo de propiedades termodinámicas a partir de coeficientes viriales y factor de compresibilidad Desarrollo de un algoritmo para el cálculo de las propiedades termodinámicas del vapor de agua a partir de coeficientes viriales | 2 1 1 | Exposición magistral. Taller. Mesa redonda. Trabajo en sala de informática | Computadores Documentos del docente Artículos | Informe escrito. Revisión de taller Informe del programa (software) Quíz | 9 |
4 | Interpreta qué es una propiedad molar parcial Calcula las propiedades de un componente en una solución a partir de datos experimentales | Conceptos sobre propiedades molares parciales Explicación de la Ecuación de Gibbs-Duhem y aplicación en el cálculo de propiedades de un componente en una solución | 2 3 | Desarrollar un programa por computador para el cálculo de las propiedades termodinámicas del vapor de agua saturado a partir de los coeficientes viriales. Solución de Taller sobre el cálculo de las propiedades de un componente en una solución. | 2 2 | Clase magistral. Taller Taller | Textos de termodinámica Internet | Participación. Socialización taller. | 9 |
5 | Distingue una solución ideal y su importancia en el cálculo de las propiedades termodinámicas de soluciones reales Calcula las entalpía de mezcla en soluciones | Conceptualizacion teórica sobre las Soluciones ideales Desarrollo teórico de Fugacidad y su forma de calculo Cambios de propiedades de mezcla, definición de actividad y Propiedades en exceso | 2 2 1 | Solución de Taller sobre la distinción entre una solución ideal y una solución no ideal. Solución de Taller sobre el cálculo de la fugacidad de compuestos puros Continuación con el desarrollo de software del cálculo de las propiedades termodinámicas | 2 1 1 | Exposición. Clase magistral Seminarios Trabajo sala de informática | Textos de termodinámica Internet Computadores | Quiz Participación seminarios | 9 |
6 | Estudio de temática para la preparación para el parcial. Primer Examen Parcial | Despeje de dudas. Aplicación del examen evaluativo. | 3 2 | Investigación y repaso de temática. | 4 | Repaso y lecturas previas. | Textos, guías de laboratorio, internet. | Examen escrito | 9 |
7 | Interpreta las propiedades de mezcla y soluciones Calcula de coeficiente de actividad | Estudio de los Efectos térmicos en procesos de mezclado Desarrollo de métodos para el del Coeficiente de actividad | 2 3 | Implementación de Taller sobre la metodología de cálculo del calor desprendido o absorbido cuando se mezclan dos sustancia puras. Desarrollo de Taller sobre el cálculo del coeficiente de actividad | 2 2 | Exposición magistral. Taller | Documento docente Artículos | Quíz. Socialización taller | 9 |
8 | Calcula de las propiedades termodinámicas de mezclas gaseosas | Métodos de cálculo de propiedades termodinámicas de Mezcla de gaseosos | 5 | Solución de Taller sobre el cálculo de las propiedades termodinámicas de mezclas gaseosas a partir de coeficientes viriales y factor de compresibilidad | 4 | Exposición magistral. Seminario taller | Artículos científicos | Participación en seminario. Socialización en taller. Documento de docente | 9 |
9 | Identifica los criterios de equilibrio físico y su naturaleza. Utiliza las regla de las fases en la determinación de grados de libertad en los procesos de equilibrio | Fundamentación teórica de Naturaleza del equilibrio, Criterios de equilibrio y Regla de las fases | 5 | Taller sobre la aplicación del teorema de Duhem para el cálculo de los grados de libertad en equilibrio Desarrollo de un póster sobre los modelos fundamentales de equilibrio Liquido – vapor , sólido - vapor | 2 2 | Mesa redonda. Seminarios ensayos | Artículos científicos | Informe de Revisión de ensayo Participación en seminarios | 9 |
10 | Predice y simula curvas de equilibrio ELV a bajas presiones | Desarrollo de Información básica y modelo para de Equilibrio liquido vapor (ELV), Caso ideal (presiones bajas), y sus Restricciones, Ley de Raoult, aplicaciones, curvas de equilibrio, diagramas T x y, P x y | 5 | Desarrollo de un algoritmo para el cálculo de diagramas T x y, x y Solución de Taller sobre el cálculo de la ley de Raoult | 2 2 | Clase magistral Seminario. Mesa redonda taller | Artículos científicos | Revisión de taller. Participación mesa redonda. | 9 |
11 | Predice y simula Curvas de equilibrio ELV a presiones moderadas | Desarrollo de la ,información básica teórica de los modelos de Equilibrio liquido vapor ELV ( presiones moderadas), cálculo de diagramas T x y, P x y | 5 | Desarrollo de un algoritmo para el cálculo del Equilibrio liquido – vapor a presiones moderada Implementación de un algoritmo de cálculo para determinar datos de equilibrio liquido - vapor | 2 2 | Clase magistral Seminario. Lecturas previas Consulta Internet | Textos Artículos científicos | Revisión de algoritmos Participación en seminario. Quiz Internet | 9 |
12 | Estudio de temática para la preparación para el parcial. Segundo Examen Parcial | Despeje de dudas. Aplicación del examen evaluativo. | 3 2 | Investigación y repaso de temática. | 4 | Repaso y lecturas previas. | Textos, guías de laboratorio, internet. | Examen escrito | 9 |
13 | Estima criterios para determinar humedad absoluta, relativa, punto de rocío, curvas de saturación adiabática. Resuelve problemas donde se utilice la carta psicométrica, como secado, y humidificación | Fundamentos teóricos sobre los criterios básicos que determinan el equilibrio entre el agua y el aire Psicometría Desarrollo de metodologías para adquirir destrezas en el uso de la carta psicométrica | 5 | Implementación de Taller para fortalecimiento de las variables que relacionan el cálculo de las propiedades del aire. Solución de Taller sobre la resolución de problemas de aplicación del uso de la carta psicométrica Póster sobre información de curvas de equilibrio de secado | 2 1 1 | Exposición magistral Taller Consulta en Internet | Software Artículos científicos Textos | Socialización de taller Quíz. | 9 |
14 | Reconoce los componentes básicos de un sistema de refrigeración. Calcula la carga de refrigeración Interpretar los conceptos básicos sobre refrigeración | Definición de los conceptos básicos de refrigeración, ciclos de refrigeración, toneladas de refrigeración, refrigerante descripción de las unidades de un ciclo de refrigeración, calculo previo de la carga de refrigeración | 5 | Taller sobre el reconocimiento de los componentes básicos de un ciclo de refrigeración Taller sobre el cálculo de carga de refrigeración | 2 2 | Visita plantas pilotos Grupos de discusión. | Software Artículos científicos Textos | Informe visita plantas pilotos Participación seminario. Socialización taller | 9 |
15 | Calcula a través de los diagramas H-S las condiciones de un ciclo de refrigeración y ciclo de potencia y condiciones de los equipos | Desarrollo de cálculos para determinar las condiciones de proceso en ciclos de refrigeración, como potencia al compresor, flujo de refrigerante y en ciclos de potencia | 5 | Taller para el cálculo de sistemas de refrigeración Y ciclos de potencia | 4 | Taller Seminario | Software Artículos científicos Textos | Socialización de taller y seminario. | 9 |
16 | Estudio de temática para la preparación para el parcial. TercerExamen Parcial | Despeje de dudas. Aplicación del examen evaluativo. | 3 2 | Investigación y repaso de temática. | 4 | Repaso y lecturas previas. | Textos, guías de laboratorio, internet. | Examen escrito | 9 |
TIEMPO TOTAL SEMESTRAL (horas) | 80 | 64 | 144 |
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