La asignatura de TERMODINÁMICA se encuentra dentro del módulo Común a la Rama Industrial (M02) en el Grado de Ingeniería en Tecnología Industrial. A la asignatura corresponde la competencia específica:



-M02R1: Conocimientos de termodinámica aplicada y transmisión de calor. Principios básicos y su aplicación a la resolución de problemas de ingeniería.



Esta competencia lleva asociadas dos competencias de la titulación:



-G003: Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones (Específica).



-G004: Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Industrial (Transversal).

El planteamiento de la asignatura de TERMODINÁMICA se ha llevado a cabo basándose en los SIETE primeros capítulos del libro M.J. Moran, H.N. Shapiro, FUNDAMENTOS DE TERMODINÁMICA TÉCNICA, distribuidos de la siguiente manera durante las 15 semanas en las que se imparte la asignatura:



TEMA 1 - PARA EMPEZAR: CONCEPTOS Y DEFINICIONES (semana 1)

1.1 El uso de la termodinámica

1.2 Definición de los sistemas

1.3 Descripción de los sistemas y de su comportamiento

1.4 Medida de masa, longitud, tiempo y fuerza

1.5 Dos propiedades mensurables: volumen específico y presión

1.6 Medida de la temperatura

1.7 Diseño y análisis en ingeniería



TEMA 2 - LA ENERGÍA Y LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA (semanas 2 a 3)

2.1 Concepto mecánico de la energía

2.2 Energía transferida mediante trabajo

2.3 Energía de un sistema

2.4 Transferencia de energía por calor

2.5 El balance de energía para sistemas cerrados

2.6 Análisis energético de ciclos



TEMA 3 - PROPIEDADES DE UNA SUSTANCIA PURA, SIMPLE Y COMPRESIBLE (semanas 4 a 6)

3.1 Definición del estado termodinámico

EVALUACIÓN DE PROPIEDADES: CONSIDERACIONES GENERALES

3.2 La relación p-v-T

3.3 El cálculo de las propiedades termodinámicas

3.4 Gráfica generalizada de compresibilidad

CÁLCULO DE PROPIEDADES CON EL MODELO DE GAS IDEAL

3.5 El modelo de gas ideal

3.6 Energía interna, entalpia y calores específicos de gases ideales

3.7 Cálculo de variaciones de u y h en gases ideales

3.8 Procesos politrópicos de un gas ideal



TEMA 4 - ANÁLISIS ENERGÉTICO EN UN VOLUMEN DE CONTROL (semanas 7 a 8)

4.1 Conservación de la masa para un volumen de control

4.2 Conservación de la energía para un volumen de control

4.3 Análisis de volúmenes de control en estado estacionario

4.4 Análisis transitorio



TEMA 5 - EL SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA (semana 9)

5.1 Introducción del segundo principio

5.2 Identificación de irreversibilidades

5.3 Aplicación del segundo principio a los ciclos termodinámicos

5.4 La escala Kelvin de temperatura

5.5 Medidas del rendimiento máximo para ciclos que operan entre dos reservorios

5.6 El ciclo de Carnot



TEMA 6 - LA ENTROPÍA Y SU UTILIZACIÓN (semanas 10 a 12)

6.1 Introducción a la entropía

6.2 Definición de variación de entropía

6.3 Obtención de valores de entropía

6.4 Variación de entropía en procesos internamente reversibles

6.5 Balance de entropía para sistemas cerrados

6.6 Balance de entropía para volúmenes de control

6.7 Procesos isoentrópicos

6.8 Rendimientos isoentrópicos de turbinas, toberas, compresores y bombas

6.9 Transferencia de calor y trabajo en procesos de flujo estacionario internamente reversibles



TEMA 7 - ANÁLISIS EXERGÉTICO (semanas 13 a 15)

7.1 Introducción a la exergía

7.2 Definición de exergía

7.3 Balance de exergía para un sistema cerrado

7.4 Exergía de flujo

7.5 Balance de exergía para volúmenes de control

7.6 Eficiencia exergética (segundo principio)

MAGISTRALES (M) Y PRÁCTICAS DE AULA (GA)



En las clases Magistrales se explica al alumnado el contenido teórico de cada uno de los temas, planteando diferentes cuestiones sobre el tema tratado. Para ayudar a asimilar el contenido teórico, se intercalarán prácticas de aula con las clases magistrales, en las que se realizarán varios ejercicios que pueden ser resueltos por parte del docente, de algún alumno o incluso trabajando en grupos reducidos.



Cada tema llevará asociado un PowerPoint y un documento PDF con una serie de ejercicios a realizar durante las GA y otros ejercicios con soluciones para que trabaje el alumno. Para facilitar la coordinación entre los diferentes grupos del curso, todos los profesores utilizarán los mismos PowerPoints y documentos de ejercicios. Ambos documentos de cada tema serán subidos por el profesor de las clases magistrales a la plataforma eGela en su correspondiente idioma. Las presentaciones PowerPoint seguirán estrictamente la estructura y contenido del libro M.J. Moran, H.N. Shapiro, Fundamentos de Termodinámica Técnica (edición 5 en inglés), de forma que sea fácil para el alumno relacionar las diapositivas de las presentaciones con las diferentes secciones del libro.



PRACTICAS DE LABORATORIO (GL)



Las Prácticas de Laboratorio se desarrollarán durante cuatro sesiones a lo largo del curso. Los guiones correspondientes se dispondrán en la plataforma eGela. Cada alumno realizará una prueba tipo TEST vía eGela antes de acudir al laboratorio y realizar la toma de datos. Estos TEST se corregirán al momento mediante la plataforma eGela. Finalmente, se debe entregar un informe por grupos (normalmente cuatro alumnos por grupo), con los resultados y las conclusiones de la práctica.



Los guiones de cada práctica serán subidos por el profesor de las GL a la plataforma eGela en su correspondiente idioma. El profesor de las GL deberá corregir y publicar en eGela las notas de cada informe entregado antes de que finalice el plazo para la entrega del informe de la próxima práctica.



El alumnado rellenará una rúbrica para evaluar el trabajo en grupo llevado a cabo en las GL por las compañeras y los compañeros.



REALIZACIÓN DE EJERCICIOS (TERMOGRAF)



El tercer tipo de tarea a desarrollar por el alumnado consiste en la resolución de 5 entregas de problemas mediante el software TERMOGRAF. Los enunciados de los problemas se dispondrán en eGela y cada alumno debe resolverlos y entregarlos de forma individual en el plazo de 1 semana a través de eGela. Los enunciados serán subidos por el profesor de las clases magistrales a la plataforma eGela en su correspondiente idioma. El profesor de las clases magistrales deberá corregir y publicar los resultados de cada entrega antes de que finalice la siguiente entrega de TERMOGRAF.





PROGRAMA DE TERMODINÁMICA



SEMANA MAGISTRALES Y PRÁCTICAS DE ENTREGAS

PRÁCTICAS DE AULA LABORATORIO TERMOGRAF



Semana 1 TEMA 1 (3,5 horas)

Semana 2 TEMA 2 (3,5 horas)

Semana 3 TEMA 2 (3,5 horas)

Semana 4 TEMA 3 (3,5 horas) LAB 1 (2 horas)

Semana 5 TEMA 3 (3,5 horas) LAB 1 (2 horas) TERMOGRAF 1

Semana 6 TEMA 3 (3,5 horas)

Semana 7 TEMA 4 (3,5 horas) LAB 2 (1,5 horas) TERMOGRAF 2

Semana 8 TEMA 4 (3,5 horas) LAB 2 (1,5 horas)

Semana 9 TEMA 5 (3,5 horas)

Semana 10 TEMA 6 (3,5 horas) LAB 3 (2 horas)

Semana 11 TEMA 6 (3,5 horas) LAB 3 (2 horas) TERMOGRAF 3

Semana 12 TEMA 6 (3,5 horas) LAB 4 (2 horas)

Semana 13 TEMA 7 (3,5 horas) LAB 4 (2 horas) TERMOGRAF 4

Semana 14 TEMA 7 (3,5 horas) TERMOGRAF 5

Semana 15 TEMA 7 (3,5 horas)

PRUEBA ESCRITA A DESARROLLAR: La prueba escrita de teoría y problemas supondrá el 65% de la nota final. El examen estará compuesto por:



- Problema 1 (40 puntos aproximadamente)

- Problema 2 (40 puntos aproximadamente)

- Teoría (20 puntos aproximadamente)



Por tanto, los 100 puntos de la prueba escrita representan el 65% de la nota final.



PRACTICAS DE LABORATORIO (GL): Las cuatro prácticas de laboratorio (GL) equivaldrán al 20% de la nota final. Cada uno de los cuatro informes se evaluará sobre 10 puntos y el peso de cada uno de esos informes en la nota final será del 3%. Cada uno de los cuatro Test se evaluará sobre 10 puntos y el peso de cada uno de esos Test en la nota final será de 2%. Cada test será de 10 preguntas relativas al guión de la práctica y al temario relacionado de las magistrales.



REALIZACIÓN DE EJERCICIOS (TERMOGRAF): La realización de ejercicios se evaluará de manera continua con varios ejercicios a lo largo del curso y su valoración será el 15% de la nota final. Cada entrega del TERMOGRAF tendrá 30 preguntas de forma que al finalizar las cinco entregas el alumno habrá contestado 150 preguntas. Cada pregunta correcta corresponderá con un 0,1% de la nota final.





NOTA FINAL:



PRUEBA ESCRITA A DESARROLLAR (65%) + PRÁCTICAS DE LABORATORIO (20%) + REALIZACIÓN DE EJERCICIOS (TERMOGRAF) (15%)



RÚBRICA: El alumnado que no entregue la rúbrica para evaluar el trabajo en grupo, tendrá una penalización de 0,5 puntos. Así mismo, tendrá una penalización en la nota de grupo en base a la puntuación obtenida en dicha rúbrica:



- No se le penalizará si obtiene más de un 5.

- Se le restará 0,5 puntos si obtiene entre un 3 y un 5 (ambos inclusive)

- Se le restará 1 punto si obtiene menos de un 3.



IMPORTANTE:



- Para aprobar la asignatura será necesario obtener al menos el 40% en la prueba escrita. En caso de no llegar al mínimo requerido en actas aparecerá la nota de la prueba escrita.



- Para renunciar a la convocatoria de evaluación bastará con no presentarse al examen escrito.



- Si debido a días festivos no se realizase alguna de las prácticas de laboratorio, esta práctica no se realizará y se prorratearán las prácticas de laboratorio realizadas para que el peso de las prácticas de laboratorio siga teniendo el peso correspondiente de la nota final.

Materiales que se publicarán a lo largo del curso en la plataforma virtual eGela (presentaciones de las clases magistrales, enunciados, Tablas y Diagramas Termodinámicos, guiones de prácticas, ejercicios, informes, etc.).

Bibliografía básica

- M. J. Moran H.N. Shapiro, Fundamentos de Termodinámica Técnica, cualquier edición.

Bibliografía de profundización

-Y.A. Cengel, M.A. Boles; Termodinámica, Mc. Graw Hill, 2.011.

-J.M. Sala, F. Jiménez; Termodinámica, Servicio Publicaciones E.T.S.I.I. De Bilbao, 1.996

-J.M. Sala, L. López, F. Jiménez, V De La Peña, J.J. Eguia; Ampliación Termodinámica, Servicio De Publicaciones De La E.T.S.I.I. De Bilbao, 1.998.

-R. Wark; Termodinámica, Mc. Graw-Hill, 1.984.

-C. Mataix; Termodinámica Técnica Y Máquinas Térmicas, Ed. Ecaci.