Última revisión realizada: 30/05/2022
Denominación de la asignatura |
Termodinámica, Principios y Aplicaciones |
Grado al que pertenece |
Grado en Ingeniería en Organización Industrial |
Créditos ECTS |
6 |
Curso y cuatrimestre en el que se imparte |
Segundo curso, primer cuatrimestre |
Materia a la que pertenece |
Base tecnológica |
Carácter de la asignatura | Obligatoria |
Mediante esta asignatura se pretende que el alumno adquiera una visión general práctica de esta ciencia con un enfoque hacia la ingeniería energética. Para ello, se repasarán prolegómenos de física termodinámica necesarios para la construcción del corpus termodinámico.
Posteriormente, se hará una introducción a esta ciencia, en la que se abordarán cuestiones como las magnitudes termodinámicas, los sistemas termodinámicos (y sus tipos), las fronteras de los sistemas termodinámicos, se definirán los conceptos de superficie y volumen de control, etc.
Además, se presentarán las diversas formas de caracterización de sustancias termodinámicas: ecuaciones de estado (principalmente, la ecuación de los gases ideales), las tablas termodinámicas, y los gráficos de sustancias. Se explicarán los mecanismos principales de transmisión de calor (conducción, convección, radiación). Se hará una explicación de los procesos termodinámicos: definición de proceso, y procesos isotermo, isóbaro, isócoro, isoentálpico, isoentrópico, adiabáctico, politrópico. Para cada proceso, se ofrecerán las ecuaciones oportunas.
Naturalmente, se formularán los principios de la termodinámica (ley cero, primer y segundo principio). En consonancia con la filosofía de enfoque práctico pretendida para esta asignatura, se explicarán las máquinas térmicas (clasificación, máquina térmica motora y generadora) y el ciclo de Carnot, de tanta importancia en este tema.
Asimismo, se hará una explicación extensa de los motores de combustión interna alternativos, tan importantes en la ingeniería industrial. Posteriormente, se ofrecerá una visión general de los ciclos de producción de potencia (principalmente: ciclo de Rankine y ciclo de Brayton), con sus posteriores modificaciones con el fin de aumentar el rendimiento de los mismos. Se explicarán, desde el punto de vista termodinámico, los distintos elementos de las plantas de producción de potencia (combustibles, calderas, cámaras de combustión, condensador, bombas, válvulas, etc).
Se abordará, asimismo, la cogeneración y los métodos de producción de frío industrial. Por último, se explicarán los fundamentos de la psicrometría, en orden a proporcionar los conocimientos básicos de la climatización de eficios.
En conclusión: se trata de una asignatura de sumo interés, amplia, y que cubre de forma general y rigurosa los principales campos de la termodinámica energética.
Competencias básicas
Competencias generales
Competencias específicas
Tema 1. Prolegómenos de termodinámica
Definición de termodinámica y aplicaciones prácticas
Masa, densidad y volumen específico
Formas de expresar magnitudes
Presión y tTemperatura
Trabajo, energía y potencia mecánica
El calor
Entalpía
El sistema termodinámico
Tema 2. Determinación del estado termodinámico
Introducción
Tablas termodinámicas
Diagramas termodinámicos
Ecuaciones de estado
Tema 3. Primer principio de la termodinámica
Introducción
El principio cero de la termodinámica
El primer principio de la termodinámica en sistemas cerrados
El primer principio de la termodinámica en sistemas abiertos Entalpía
El primer principio de la termodinámica en procesos cíclicos
Tema 4. Procesos termodinámicos
El proceso termodinámico
El proceso isotermo
El proceso isóbaro
El proceso isócoro
El proceso adiabático
El proceso isoentrópico
El proceso politrópico
Tema 5. El segundo principio de la termodinámica
Introducción
Formulaciones de Clausius y Kelvin-Planc del segundo principio de la termodinámica
Procesos reversibles e irreversibles
Formulación cuántica del segundo principio de la termodinámica
Entropía y calor
El diagrama T-s
Tema 6. Máquinas térmicas
Definición de máquina térmica
Definición de motor térmico
Tipos de motores térmicos
Tipos de máquinas térmicas
Balance energético de una máquina térmica
Rendimiento de una máquina térmica motora
Rendimiento de una máquina térmica generadora
El ciclo de Carnot
La máquina de Carnot
Tema 7. Motores de combustión interna alternativos
Motores de combustión interna alternativos (MCIA)
Elementos de un MCIA
Tipos de MCIA
El motor de cuatro tiempos
El motor de dos tiempos
Diferencias entre MEP y MEC
Mecánica de los MCIA
Contaminación de los MCIA
Tema 8. Ciclos de producción de potencia
Introducción
Algunos ciclos de potencia
Ciclo de Otto
Ciclo de Rankine
El ciclo Brayton
Tema 9. Elementos de las plantas de producción de potencia
Introducción
Estudio de los elementos de un ciclo de Rankine
Estudio de los elementos de un ciclo Brayton
Tema 10. Cogeneración
Introducción
Ventajas de la cogeneración
Tipos de cogeneración
Cogeneración convencional
Trigeneración
Tema 11. La producción de frío industrial
Introducción
Frío mediante un ciclo de compresión
Frío mediante un ciclo de absorción
Tema 12. Psicrometría
Definición
Definición de psicometría y aire
Composición del aire seco
Humedad del aire
Presión de saturación del aire
Punto de rocío del aire
Calor sensible
Calor latente
Temperaturas del aire húmedo
Procesos básicos del aire húmedo
Diagrama psicrométrico
Climatización
Las actividades formativas de la asignatura se han elaborado con el objetivo de adaptar el proceso de aprendizaje a las diferentes capacidades, necesidades e intereses de los alumnos.
Las actividades formativas de esta asignatura son las siguientes:
En la programación semanal puedes consultar cuáles son las actividades concretas que tienes que realizar en esta asignatura.
Estas actividades formativas prácticas se completan, por supuesto, con estas otras:
Las horas de dedicación a cada actividad se detallan en la siguiente tabla:
ACTIVIDADES FORMATIVAS |
HORAS |
PRESENCIAL |
Sesiones presenciales virtuales |
15 |
100% |
Recursos didácticos audiovisuales | 6 |
0 |
Lectura del material complementario | 15 |
0 |
Trabajo colaborativo | 7 |
0 |
Estudio del material básico | 40 |
0 |
Tutorías | 16 |
30% |
Sesiones presenciales de laboratorio virtual | 12 |
16,7% |
Trabajos, casos prácticos, test de autoevaluación | 17 |
0 |
Sesiones prácticas de laboratorio presencial | 20 |
100% |
Realización del examen final | 2 |
100% |
Total | 150 |
Para la correcta participación de los alumnos en las diferentes actividades propuestas en la asignatura se recomienda disponer de un ordenador con las siguientes especificaciones mínimas recomendadas:
Bibliografía básica
Bibliografía complementaria
Agüera, J. (1999). Termodinámica lógica y motores térmicos. Madrid: Editorial Ciencia 3.
Çengel, Y. (2009). Termodinámica. México: McGraw Hill.
Jiménez, J. A., Gutiérrez Torres, C. C. (2014). Termodinámica. México: Editorial Patria.
Serway, R. A. y Jeweet, J. W. (2018). Física para ciencias e ingeniería con Física Moderna, 2. Editorial: Cengage Learning Editores, S.A.
Young, H. D. y Freedman, R. A. (2018). Física Universitaria, 1. Editorial: Addison Wesley.
Young, H. D. y Freedman, R. A. (2018). Física Universitaria, 2. Editorial: Addison Wesley.
El sistema de calificación se basa en la siguiente escala numérica:
0 - 4, 9 |
Suspenso |
(SS) |
5,0 - 6,9 |
Aprobado |
(AP) |
7,0 - 8,9 |
Notable |
(NT) |
9,0 - 10 |
Sobresaliente |
(SB) |
La calificación se compone de dos partes principales:
El examen se realiza al final del cuatrimestre y es de carácter PRESENCIAL u ONLINE y OBLIGATORIO. Supone el 60% de la calificación final y para que la nota obtenida en este examen se sume a la nota final, es obligatorio APROBARLO.
La evaluación continua supone el 40% de la calificación final. Este 40% de la nota final se compone de las calificaciones obtenidas en las diferentes actividades formativas llevadas a cabo durante el cuatrimestre.
Ten en cuenta que la suma de las puntuaciones de las actividades de la evaluación continua permite que realices las que prefieras hasta conseguir el máximo puntuable mencionado en la programación semanal. En ella se detalla la calificación máxima de cada actividad o evento concreto puntuables.
Para aprobar la asignatura será necesario aprobar cada una de las partes.
El sistema de evaluación de la asignatura es el siguiente:
SISTEMA DE EVALUACIÓN |
PONDERACIÓN MIN. |
PONDERACIÓN MÁX. |
Examen final | 60% |
60% |
Trabajos, proyectos, laboratorios/talleres y/o casos | 0% |
40% |
Test de autoevaluación | 0% |
40% |
Participación del estudiante (sesiones, laboaratorios, foros, tutorías) | 0% |
40% |
Javier Sánchez Prieto
Formación: Ingeniero Químico por la Universidad Complutense de Madrid y Doctor en Ingeniería Mecánica por la Universidad Carlos III de Madrid. Máster en Formación del Profesorado de Educación Secundaria por la Universidad Complutense de Madrid.
Experiencia: 7 años de experiencia docente e investigadora en la Universidad Carlos III de Madrid. Autor de 10 artículos científicos JCR. Acreditado por ANECA en la figura de Profesor Contratado Doctor.
Líneas de investigación: Autor de 11 artículos científicos recogidos en el JCR, además de diversos congresos internacionales. Investigador en los campos de la fluidización, la gasificación de biomasa, el análisis de señal y el mezclado y segregación. Colaborador del grupo de investigación ISE de la UC3M y miembro del grupo de investigación InES de UNIR.
Obviamente, al tratarse de formación on-line puedes organizar tu tiempo de estudio como desees, siempre y cuando vayas cumpliendo las fechas de entrega de actividades, trabajos y exámenes. Nosotros, para ayudarte, te proponemos los siguientes pasos:
Recuerda que en el aula virtual de Lo que necesitas saber antes de empezar puedes consultar el funcionamiento de las distintas herramientas del aula virtual: Correo, Foro, Sesiones presenciales virtuales, Envío de actividades, etc.
Ten en cuenta estos consejos…
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