Competencias específicas:

- Conocer las variables y los conceptos termodinámicos necesarios para la Ingeniería Química.

- Entender y deducir los Principios de la Termodinámica y su aplicación al estudio de sustancias puras y mezclas.

- Conocer y calcular las variables termodinámicas por diferentes métodos: datos PVT, ecuaciones de estado, correlaciones y diagramas y tablas termodinámicas.

- Emplear las leyes termodinámicas para el estudio de sustancias puras, mezclas, el equilibrio de fases y el equilibrio químico.

- Definir las necesidades de calor y trabajo implicados en procesos físicos y químicos.

- Conocer la termodinámica de sistemas multicomponentes, estableciendo su equilibrio físico y químico.

Competencias transversales:

- Utilizar las TICs aplicadas al aprendizaje a nivel avanzado, y manejar de forma básica las fuentes de información y bases de datos específicas de las materias del módulo, así como herramientas ofimáticas de apoyo a las presentaciones orales.

- Comunicar y transmitir, básicamente, por escrito y de forma oral, los conocimientos, resultados, habilidades y destrezas adquiridos.

- Resolver problemas de las materias comunes de la rama industrial, planteados con criterios de calidad y ética.



Una vez alcanzadas estas competencias, el alumno será capaz de aplicar los conceptos termodinámicos imprescindibles en el mundo laboral y en otras materias del Grado en Ingeniería Química. En este sentido, la Termodinámica es esencial en las siguientes asignaturas:

2º curso: Cinética de los Procesos Químicos, Transmisión de Calor, Experimentación en Ingeniería Química I.

3º curso: Operaciones de Separación, Diseño de Reactores, Ingeniería de Procesos y Producto

4º curso: Ingeniería Energética

Con la superación de esta asignatura, el alumno será capaz de entender y diseñar cualquier proceso físico desde el punto de vista de la Termodinámica, calculando las propiedades termodinámicas de sistemas ideales y no ideales. Además, será capaz de calcular la composición en el equilibrio de cualquier sistema químico, y establecer la dependencia de la composición con la temperatura y la presión.

TEMA 1. El alcance de la termodinámica. El alcance de la Termodinámica. Magnitudes fundamentales y derivadas. Dimensiones y unidades. Magnitudes termodinámicas: fuerza, presión, temperatura, volumen, trabajo, energía y calor.

TEMA 2. El primer principio de la termodinámica. Otros conceptos básicos. Los experimentos de Joule. Energía interna. El primer principio. Estado termodinámico y funciones de estado. Entalpía. Procesos de flujo en estado estacionario. Equilibrio. La regla de las fases. Procesos reversibles e irreversibles. Procesos a P y V constantes. Capacidad calorífica.

TEMA 3. Propiedades volumétricas de los fluidos puros. Relación PVT de las sustancias puras. Ecuaciones del virial. El gas ideal: procesos isocórico, isobárico, isotérmico, adiabático reversible y politrópico. Ecuaciones cúbicas de estado: Van der Waals, Redlich-Kwong y otras ecuaciones cúbicas. Correlaciones generalizadas para gases.

TEMA 4. Calor y termodinámica. Calor sensible. Calor latente de sustancias puras. Calor estándar de reacción y formación. Calor estándar de combustión. Dependencia del calor de reacción con la temperatura. Efectos caloríficos en las reacciones industriales.

TEMA 5. El segundo y tercer principios de la termodinámica. El segundo principio de la Termodinámica. Máquinas térmicas. Ciclo de Carnot para un gas ideal. Entropía. Cambios de entropía en un gas ideal. Enunciado matemático del segundo principio. El tercer principio de la Termodinámica.

TEMA 6. Propiedades termodinámicas de los fluidos. Relaciones entre propiedades termodinámicas para fases homogéneas. Propiedades residuales. Sistemas bifásicos. Diagramas termodinámicos. Tablas de propiedades termodinámicas. Termodinámica de procesos de flujo.

TEMA 7. Obtención de energía a partir de calor. Refrigeración. Obtención de energía a partir de calor. La planta de energía de vapor. Ciclos de refrigeración. El refrigerador de Carnot. Ciclo de compresión de vapor.

TEMA 8. Termodinámica de las disoluciones. El potencial químico como criterio para el equilibrio entre fases. Propiedades parciales. Mezclas de gases ideales. Fugacidad y coeficientes de fugacidad para sustancias puras y mezclas. La disolución ideal. Propiedades en exceso. Coeficientes de actividad.

TEMA 9. Equilibrio entre fases. Equilibrio y estabilidad entre fases. Equilibrio líquido-vapor. Ecuaciones para el equilibrio LV. Equilibrio LV en sistemas binarios con comportamiento ideal y no ideal de la fase líquida. Equilibrio líquido-líquido. Equilibrio vapor-líquido-líquido Equilibrio sólido-líquido. Equilibrio sólido-vapor. Sistemas multicomponentes.

TEMA 10. Equilibrio químico. Grado de avance de la reacción. Aplicación de los criterios de equilibrio a las reacciones químicas. Cambios en la energía libre estándar y constante de equilibrio. Efecto de la temperatura en la constante de equilibrio. Conversión de equilibrio para reacciones sencillas. Relación de la constante de equilibrio con la composición.

Tipos de actividades docentes presenciales y labor del alumno:

Clase Magistral o Teórica (20 horas, presenciales): El profesor expone los objetivos y aspectos termodinámicos más relevantes de cada tema. Para una buena asimilación de los conceptos y su aplicación facilita información, bibliografía y documentación para el desarrollo del tema. El alumno asimila los conceptos, toma notas y planifica la preparación del tema. Además, se espera una actitud proactiva en clase, planteando dudas y cuestiones complementarias y respondiendo a las preguntas expuestas por el profesor. Esta participación se tendrá en cuenta en la evaluación final.

Práctica de aula - problemas (30 horas, presenciales): El profesor selecciona trabajos y ejercicios modelo para ilustrar los conceptos correspondientes al tema. Supervisa y apoya el trabajo de resolución de problemas que desarrolla el alumno. El alumno resuelve problemas seleccionados o los trabajos propuestos. Presenta los resultados en pizarra o mediante informes escritos.

Seminarios - tutorías de aula (10 horas, presenciales): El profesor resuelve dudas y plantea cuestiones a discutir. Analiza el progreso del alumno y su constancia. Recomienda métodos de trabajo en la asignatura. Propone trabajos al grupo. Orienta y modera la discusión de los resultados. El alumno participa activamente en esta tarea docente, planteando dudas surgidas en las tareas programadas. Además, expone y discute los resultados de los trabajos/problemas asignados, de formal oral o escrita, individualmente o en grupo, sobre los trabajos asignados. Su involucración provechosa en los seminarios formará parte de su calificación final.



Tipos de actividades docentes no presenciales y labor del alumno:

Trabajo, en casa o en biblioteca, personal y en ocasiones en grupo utilizando los recursos disponibles (clases teóricas, clases prácticas, recursos bibliográficos). Asimila los conceptos fundamentales de cada tema.

Resuelve las cuestiones planteadas en las clases prácticas y de tutoría. Resuelve las cuestiones planteadas en la Plataforma Informática. Adquiere los conocimientos necesarios para su formación como Ingeniero Químico y los aplica de forma razonada a situaciones prácticas.

Busca en la biblioteca o en otras fuentes, preferiblemente en la bibliografía recomendada, la información necesaria para la ampliación de los temas expuestos en las clases teóricas y para la resolución de cuestiones teóricas y/o problemas. El alumno adquiere destrezas y habilidades en el tratamiento de recursos bibliográficos para complementar y afianzar los conocimientos, esforzándose en la discriminación entre lo básico y lo de importancia secundaria (capacidad de síntesis y análisis).

Dedicación: 90 Horas, 6 Horas/Semana, 1,2 horas/día

En la convocatoria ordinaria existen dos posibilidades de evaluación: Evaluación continua y evaluación final. Se recomienda seguir la evaluación continua.



A) EVALUACIÓN CONTINUA

En la evaluación continua se deben realizar las siguientes tareas:

Resolución de problemas y cuestionarios, de forma individual o en grupo. Presentaciones y trabajos individuales o en grupo. Pruebas cortas (con contenidos teóricos y aplicados). Participación activa y provechosa en los seminarios. Uso de la plataforma informática egela. Estas actividades constituyen el 50% de la nota final. Nota mínima: 4.

Prueba en la fecha de la convocatoria ordinaria oficial de exámenes: La prueba versará sobre los contenidos de la asignatura, diferenciando los contenidos teóricos y los problemas. Estas actividades constituyen el 50% de la nota final. Nota mínima: 4.

Para superar (aprobar) la asignatura se requiere una nota mínima de 5.

En la evaluación continua se tendrán en cuenta los siguientes aspectos:

Claridad en el desarrollo y adecuación de las respuestas teóricas. Originalidad en el planteamiento de la resolución de las cuestiones tanto teóricas como prácticas. Adecuación de los conceptos teóricos utilizados para la resolución del problema. Claridad en la exposición y el razonamiento seguido en la resolución del problema. Validez del resultado final en la resolución de los problemas. Participación y seguimiento en las actividades docentes.



B) EVALUACIÓN FINAL

El alumnado tendrá derecho a ser evaluado mediante el sistema de evaluación final, independientemente de que haya participado o no en el sistema de evaluación continua. Para ello, el alumnado deberá presentar por escrito al profesorado responsable de la asignatura la renuncia a la evaluación continua. Para ello el plazo temporal límite será la semana 11, a contar desde el comienzo del cuatrimestre, de acuerdo con el calendario académico del centro.

Si el alumno opta por el sistema de evaluación final, realizará un examen que abarque toda la asignatura, en la misma fecha fijada para la prueba de la convocatoria ordinaria. En este examen se evaluarán conocimientos teóricos y prácticos, siendo la nota mínima a alcanzar de 5 para superar la asignatura. En la nota final se tendrán en cuanta los siguientes aspectos: claridad en la exposición de las respuestas y su validez, proporcionar respuestas originales a las cuestiones teóricas y prácticas y utilización de procedimientos adecuados en la resolución.



En esta asignatura, tanto en el caso de evaluación continua como evaluación final, bastará con no presentarse a la prueba final para que la calificación final sea no presentado o no presentada.



En el caso de que las condiciones sanitarias impidan la realización de la evaluación en los términos descritos con anterioridad, para todo o parte del alumnado matriculado en la asignatura, se atenderán las directrices emitidas por el Rectorado sobre la evaluación en el momento de realizarla.

Tablas y diagramas termodinámicos.

Bibliografía básica

Smith J.M., Van Ness H.C., Abbot. M.M., Introducción a la Termodinámica en Ingeniería Química, McGraw Hill, 7ª edición, México D.F., 2007.

Bibliografía de profundización

Sandler, S.I., Chemical, Biochemical and Engineering Thermodynamics, Ed. John Wiley and Sons, 4ª edición, 2006.
Rodríguez Renuncio, J.A., Ruiz Sánchez, J.J., Urieta Navarro, J.S., Termodinámica Química, Ed. Síntesis, Madrid, 1998.
Rodríguez Renuncio, J.A., Ruiz Sánchez, J.J., Urieta Navarro, J.S., Problemas Resueltos de Termodinámica Química, Ed. Síntesis, Madrid, 2000.
Potter, M.C., Somerton, C.W., Termodinámica para Ingenieros, McGraw Hill, Madrid, 2004.
Moran, M.J., Shapiro, H.N., Fundamentals of Engineering Thermodynamics, Ed. John Wiley and Sons, 5ª edición, 2004.
Cengel, Y.A., Boles, M.A., Termodinámica, McGraw Hill, 4ª edición, México D.F., 2003.
Levenspiel, O., Fundamentos de Termodinámica, Ed. Prentice-Hall, 1997.
Winnick, J., Chemical Engineering Thermodynamics, Ed. John Wiley and Sons, 1997.

Revistas

Journal of Chemical Thermodynamics
Journal of Chemical and Engineering Data
Fluid Phase Equilibria
Thermochimica Acta