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La industria requiere el uso de energía para desarrollar los trabajos que le permiten transformar sus materias primas en productos o servicios, la ciencia que se encarga de su comprensión y aplicación en todas las ramas de la ingeniería es la termodinámica, que estudia el intercambio de energía en sus diversas formas, su interacción con los equipos, las propiedades de la materia y el uso racional de la energía; se encarga además de definir, así como calcular, los calores de una reacción, y cómo la energía infunde movimiento. Las leyes de la termodinámica se basan en la experimentación. Al término de la asignatura, los (las) estudiantes podrán aplicar los conceptos de la termodinámica para describir y explicar equipos y procesos de producción de energía en la industria de productos y servicios.
La asignatura de Termodinámica te proporciona las herramientas teóricas y metodológicas para comprender y explicar fenómenos naturales. Se estudian los conceptos, leyes y modelos que ayudan a comprender la interacción entres sistemas y los cambios que ocurren entre ellos desde el punto de vista macroscópico, con algunos conceptos microscópicos. Se entiende como macroscópico todo aquello que se puede medir, como la presión, el volumen y la temperatura; mientras que lo microscópico es aquello que puede modelarse, es decir, que tiene que ver con las dimensiones atómicas, en este caso se usa para interpretar la temperatura.
La asignatura forma parte del módulo de formación básica de las ingenierías en Tecnología Ambiental, Energías Renovables y Biotecnología.
Industria, (2010). [Imagen] Flickr. https://flic.kr/p/coxLJQ
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Competencias
Competencia general
Utiliza modelos para explicar fenómenos físicos mediante los principios y leyes de la termodinámica.
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Temario
El contenido que estudiarás en cada unidad de este módulo se presenta a continuación.
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Unidad 1. Conceptos y propiedades termodinámicas
1.1. Elementos de la termodinámica
1.1.1. Evolución de la termodinámica
1.1.2. Sistemas termodinámicos
1.1.3. Ley Cero de la termodinámica
1.2. Sustancias puras
1.2.1. Clasificación de las sustancias
1.2.2. Propiedades de las sustancias
1.3. Propiedades volumétricas de los fluidos y sus diagramas Pv, PT, PvT
1.3.1. Propiedades volumétricas de los fluidos
1.3.2. Diagramas de Pv, PT y PvT
1.3.3. Ley de los gases ideales
1.3.4. Ley de los gases no ideales
Unidad 2. Primera ley de la termodinámica
2.1. Calor
2.1.1. Capacidad calorífica y calor específico
2.1.2. Transferencia de calor
2.2. Trabajo
2.2.1. Trabajo efectuado por una fuerza
2.2.2. El equivalente mecánico del calor
2.2.3. Primera ley de la termodinámica
2.2.4. Aplicaciones de la primera ley de la termodinámica
2.2.5. Calores específicos de un gas ideal
2.2.6. La equipartición de la energía
Unidad 3. Segunda ley de la termodinámica
3.1. Máquinas térmicas y la segunda ley de la termodinámica
3.1.1. Procesos reversibles e irreversibles
3.1.2. La máquina de Carnot
3.1.3. Entropía
3.1.4. Entropía y desorden
Metodología
La metodología que se emplea en el curso es el Aprendizaje Basado en Problemas (ABP) y aprendizaje colaborativo, ya que tiene el propósito que los (las) estudiantes expliquen eventos y fenómenos usando los modelos propios de la asignatura, es decir, la ley cero, primera y segunda ley de la termodinámica.
Se propician las actividades de discusión, análisis e interacción, y se fomenta la creatividad, el pensamiento inductivo y deductivo, así como el aprender a hacer.
Las actividades que los (las) estudiantes realizarán a lo largo de la asignatura se trabajarán tanto de manera individual como colaborativa, para ello utilizarán las herramientas tecnológicas del aula. A través de su participación en las discusiones se busca promover la interacción grupal e intercambio de opiniones con la colaboración del docente en línea, mientras que con la entrega de su actividad se pretende que compartan trabajos con su grupo y puedan recibir comentarios de sus compañeros(as) para enriquecer su trabajo final.
Al final de todas las unidades se debe entregar un trabajo integrador que se envía al portafolio de evidencias para evaluar las competencias adquiridas por los (las) estudiante.
Evaluación
Para acreditar la asignatura se espera la participación responsable y activa del estudiante, contando con el acompañamiento y comunicación estrecha con su docente en línea, quien, a través de la retroalimentación permanente, podrá evaluar de manera objetiva su desempeño.
En este contexto, la retroalimentación permanente es fundamental para promover el aprendizaje significativo y reconocer el esfuerzo. Es requisito indispensable la entrega oportuna de cada una de las tareas, actividades y evidencias, así como la participación en foros y demás actividades programadas en cada una de las unidades y conforme a las indicaciones dadas. Las rúbricas establecidas para cada actividad contienen los criterios y lineamientos para realizarlas, por lo que es importante que el (la) estudiante las revise antes de elaborar sus actividades.
A continuación, se presenta el esquema general de evaluación correspondiente a esta asignatura:
| Esquema de evaluación | |||
| Evaluación continua | Actividades colaborativas | 10% | |
| Actividades individuales | 30% | ||
| E-portafolio | Evidencia de aprendizaje | 40% | |
| Autorreflexiones | 10% | ||
| Asignación a cargo del docente | Instrumentos y técnicas de evaluación propuestas por el docente en línea | 10% | |
| Calificación final | 100% | ||
Cabe señalar que para aprobar la asignatura, se debe de obtener la calificación mínima indicada por la UnADM
Fuentes de consulta
- García-Colín, Leopoldo. (2005). Introducción a la Termodinámica Clásica. 4a ed. México: Trillas.
- Resnick-Halliday-Krane. (2004). Física. Volumen I.10a edición. México: Prentice Hall.
- Sears F. W., Zemansky M. W., Dittman R. H. (1990). Calor y termodinámica. 6 a edición. México: McGraw-Hill.
- Smith, J. M., & Van Ness, H. C. (2007). Introducción a la Termodinámica en Ingeniería Química. México: McGraw-Hill.
- Sonntag, R. E., & Van Wylen, G. J. (2006). Introducción a la Termodinámica Clásica y Estadística. México: LIMUSA.
- Van Wylen, G. J., Sonntag, R. E., & Borgnakke, C. (2006). Fundamentos de Termodinámica. México: LIMUSA.