Termodinámica Aplicada
Código: 102442 Créditos ECTS: 6| Titulación | Tipo | Curso | Semestre |
|---|---|---|---|
| 2500897 Ingeniería Química | OB | 2 | 1 |
| 2500897 Ingeniería Química | OB | 2 | 2 |
Contacto
- Nombre:
- Gloria González Anadón
- Correo electrónico:
- gloria.gonzalez@uab.cat
Idiomas de los grupos
Puede consutarlo a través de este enlace. Para consultar el idioma necesitará introducir el CÓDIGO de la asignatura. Tenga en cuenta que la información es provisional hasta el 30 de noviembre del 2023.
Prerrequisitos
Haber cursado las materias de Física, Química,Aplicaciones Informáticas y Bases de Ingenieria Química del grado en Ingeniería Química.
Objetivos y contextualización
Se presentan los principios de la Termodinámica y su aplicación en Ingeniería Química. A partir de la formulación y discusión de los principios termodinámicos, estos se utilizan para la determinación de las propiedades de fluidos puros y de las mezclas. Un objetivo fundamental es el análisis termodinámico de los sistemas en equilibrio, tanto equilibrio físico entre fases, como el equilibrio en sistemas con reacción química. En ambos casos, se trata de la cuantificación y análisis del equilibrio para su aplicación futura en el diseño de reactores y operaciones unitarias.
Competencias
- Ingeniería Química
- Comprender y aplicar los principios básicos en que se fundamenta la Ingeniería Química, y más concretamente: Balances de materia, energía y cantidad de movimiento. Termodinámica, equilibrio entre fases y equilibrio químico. Cinética de los procesos físicos de transferencia de materia, de energía y de cantidad de movimiento, y cinética de la reacción química.
- Comunicación
- Hábitos de pensamiento
- Hábitos de trabajo personal
Resultados de aprendizaje
- Aplicar los fundamentos científicos y tecnológicos de termodinámica, equilibrio entre fases y equilibrio químico y de la cinética de los procesos físicos de transferencia de energía.
- Comunicar eficientemente de forma oral y/o escrita conocimientos, resultados y habilidades, tanto en entornos profesionales como ante públicos no expertos.
- Desarrollar un pensamiento y un razonamiento crítico.
- Trabajar de forma autónoma.
Contenido
0.- Introducción y conceptos básicos
Termodinámica. Termodinámica e Ingeniería Química. Definiciones y nomenclatura. Propiedades termodinàmiques. Equilibrio. Variables termodinámicas. Regla de les fases de Gibbs. Comportamiento PVT.
1.- Primer principio de la Termodinámicaámicas
Primer principio. Energía interna. Funciones de estado. Entalpía. Procesos reversibles. Procesos a volumen y presión constante. Calor específico. Procesos isotermos, adiabáticos y politrópcos.
2.- Segundo principio de la Termodinámica. entropía
Segundo principio. La máquina térmica. Ciclo de Carnot para un gas ideal. Entropía.
3.- Propiedades volumétricas y termodinámicas de los fluidos
Estimación de propiedades. Comportamiento PVT de sustancias puras. Teoría de los estados correspondientes. Propiedades críticas. Factor acéntrico. Estimación de propiedades volumétricas de los fluidos puros. Ecuaciones de estado. Correlaciones para líquidos. Relaciones entre propiedades termodinámicas. Energía de Gibbs. Propiedades residuales.
4.- Termoquímica
Determinación de calor sensible. Métodos de cálculo del calor de cambio de fase. Entalpías de formación. Entalpía de reacción.
5.- Sistemas de composición variable: mezclas
Estimación de propiedades volumétricas de mezclas. Ecuaciones de estado. Ecuación de Gibbs-Duhem. Propiedades molares parciales. Potencial químico.
6.- Equilibrio entre fases
Fugacidad y coeficiente de fugacidad. Actividad y coeficiente de actividad. Criterios de equilibrio. Equilibrio vapor líquido. Punto de burbuja y punto de rocío. Cálculo de coeficientes de fugacidad y de actividad. Modelos para su cálculo.
7.- Equilibrio químico
Constante de equilibrio. Métodos de cálculo de la constante deequilibrio. Determinación de las composiciones en el equilibrio. Diagramas de equilibrio.
Metodología
Actividades dirigidas:
Clases teóricas: Clases magistrales sobre los conceptos del temario.
Clases de problemas: Resolución de problemas correspondientes a la materia. Discusión con los alumnos sobre las estrategias de solución y su ejecución.
Seminarios uso de simulador: Seminarios de introducción a la utilización de simuladores de procesos en la estimación de propiedades termodinámicas y composiciones de equilibrio.
Actividades autónomas:
Estudio: Estudio individual. Preparación de esquemas y resúmenes.
Resolución de problemas: Trabajo autónomo de resolución de problemas. Por un lado como complemento del propio estudio de la asignatura y, por otra, como trabajo previo a las clases de problemas.
Utilización de simulador de procesos para estimar propiedades y resolver problemas de equilibrio entre fases de sistemas multicomponentes.
Búsqueda de documentación y bibliografía: Consulta de las fondo bibiliogràfiques y documentales esenciales para el curso.
Nota: se reservarán 15 minutos de una clase dentro del calendario establecido por el centro o por la titulación para que el alumnado rellene las encuestas de evaluación de la actuación del profesorado y de evaluación de la asignatura o módulo.
Actividades
| Título | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|
| Tipo: Dirigidas | |||
| Clases de problemas | 15 | 0,6 | 1, 3, 4 |
| Clases teóricas | 30 | 1,2 | 1 |
| Uso de simulador | 5 | 0,2 | 1, 2, 3, 4 |
| Tipo: Autónomas | |||
| Estudio | 35 | 1,4 | 1, 2, 3, 4 |
| Resolución de problemas | 47 | 1,88 | 1, 2, 3, 4 |
| documentación y bibliografía | 5 | 0,2 | 3, 4 |
Evaluación
Evaluación por curso:
1ª prueba parcial (PP1) (temas 1 a 5): 40% nota.
2ª prueba parcial (PP2) (temas 6 y 7): 45% nota.
Trabajo con simulador de procesos (TR): 15% nota.
Hay que obtener un 3/10 en la parte teórica de cada prueba parcial y 3/10 en cada prueba parcial para superar la asignatura por curso.
Evaluación única: quien se haya acogido al proceso de avaluación única declarandolo a principio de curso, realizarà el dia de la segunda prueba parcial, una parte adicional correspondiente a la primera parte del curso.
Prueba final de recuperación:
Habrá una prueba final (PF) de recuperación, para aquellos alumnos que no hayan superado la evaluación continua (nota <5).
Ver mas detalles en guia en Catalan
Actividades de evaluación continuada
| Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|---|
| Prueba final | 85% | 5 | 0,2 | 1, 2, 3 |
| Prueba parcial 1 | 40 % | 3,5 | 0,14 | 1, 2, 3 |
| Prueba parcial 2 | 45% | 3,5 | 0,14 | 1, 2, 3 |
| Trabajo con simulador | 15% | 1 | 0,04 | 1, 2, 3, 4 |
Bibliografía
Koretsky, M.D. Engineering and Chemical Thermodynamics. John Wiley and Sons Ltd. USA. (2012)
Smith, J.M.; Van Ness, H.C. Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics. 8th ed. McGraw-Hill Education. (2018).
Sandler, S.I. Chemical and Engineering Thermodynamics. 4th ed. Wiley, John Wiley and Sons Ltd. USA. (2007).
Moran, M.J.; Shapiro, H.N. Fundamentals of Engineering Thermodynamics. 6th ed. John Wiley and Sons Ltd. USA. (2007).
Software
Se dará acceso a un simulador de procesos químicos (HYSYS)