UNIVERSIDAD DEL VALLE DE GUATEMALA

FACULTAD DE CIENCIAS Y HUMANIDADES

 

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA QUIMICA

 

Termodinámica Química 1 (IQ-3012)

 

 

1.     Información General

Nombre del Curso: Termodinámica Química 1

Código: IQ-3012

Area: Termodinámica

Requisitos: Flujo de Fluidos y Métodos Numéricos.

Ciclo:  Primer ciclo 2005

Horario:  Martes  y Jueves  17:20-18:50 horas

Catedrático:  Ing. Federico G. Salazar

 

 

 

2.    Descripción del Curso

La Termodinámica estudia la energía y su relación implícita con la materia. Plantea postulados universales conocidos como las Leyes Termodinámicas, que describen la transformación de la energía en los procesos naturales e industriales. Analiza la aplicación de estas leyes al estudio de los fluidos puros y homogéneos, los diversos equipos de transformación del calor en trabajo y la utilización de los ciclos ideales de potencia. Además, estudia las correlaciones matemáticas que se aplican para evaluar las funciones de estado de los fluidos.

 

 

 

3.    Contenido

El curso incluye los siguientes temas:

La primera ley de la termodinámica. El gas ideal. Ecuación de estado. Relaciones de energía interna, entalpía y capacidad térmica especifica para gases ideales. Tablas de propiedades. El factor de compresibilidad Z y los estados correspondientes. Análisis de energía mediante volúmenes de control. La segunda ley y la entropía. Maquinas térmicas. Procesos reversibles e irreversibles. El principio de Carnot. La desigualdad de Clausius. Entropía. El principio del incremento de la entropía. Exergía. El diagrama TS. Cambio de entropía de diferentes sustancias. Procesos isentrópicos. El ciclo de Carnot. Energía disponible y no disponible.

 

 

4.    Contenido Detallado por Unidad

 

Unidad I. Conceptos Básicos (6 períodos)

Termodinámica y energía. Formas de energía. Sistema, entorno, paredes y universo. Sistemas cerrados, abiertos y aislados. Fluidos y Fases. Presión y Volumen. Funciones de Estado y Estado termodinámico. Calor y Trabajo. Temperatura absoluta.

 

Unidad II. Propiedades volumétricas de las sustancias puras (8 períodos)

Fases. Presión de vapor. Equilibrio y cambio de fases. Punto crítico y punto triple. Volúmenes de líquidos y vapores. Diagramas PV, PT y PVT. Procesos isométricos, isotérmicos, isobáricos, adiabáticos y politrópicos para un fluido puro. Ecuaciones de Estado: gas ideal, ecuaciones viriales y Ecuaciones Cúbicas. Correlaciones generalizadas para gases y para líquidos.

 

Unidad III. Primera Ley Termodinámica (6 períodos)

Transferencia de calor. Trabajo y formas mecánicas de trabajo. Primera Ley: Aplicaciones. Calor Específico, Energía Interna, Entalpía, Calor sensible para fluidos puros.

 

Unidad IV. Segunda Ley Termodinámica (12 períodos)

Enunciado matemático de la Segunda Ley. Enunciados entrópico, de Clausius y de Kelvin-Planck. Máquina térmica, escala termodinámica de temperatura, entropía, cambios de entropía de un gas ideal. Ciclo de Carnot. Efectividad y eficiencia de equipos y ciclos térmicos.

Diagramas Termodinámicos: TS, PH, Molliere y PT. Relación de propiedades para fases homogéneas. Disponibilidad de energía - Exergía - y Trabajo Máximo.

 

Unidad V. Termodinámica de los Procesos de Flujo (15 períodos)

Volumen de Control. Ecuaciones de balance. Balance de masa y de energía. Sistemas en estado estable. Balance de entropía. Flujo compresible en conductos, flujo en tuberías, procesos de estrangulamiento y de compresión: turbinas, compresores, bombas y eyectores.

 

Unidad VI. Efectos Caloríficos: Calor de Reacciones Química Y Calor de Disolución (15 períodos)

Calor estándar de reacción, calor estándar de formación, calor estándar de combustión, dependencia de la entalpía con la temperatura. Efectos caloríficos en reacciones industriales. Relación aire combustible. Temperatura de llama adiabática.

Efectos térmicos en procesos de mezclado. Diagramas de entalpía concentración.