Termodinàmica Aplicada
Codi: 102442 Crèdits: 6| Titulació | Tipus | Curs |
|---|---|---|
| 2500897 Enginyeria Química | OB | 2 |
Professor/a de contacte
- Nom:
- Gloria González Anadón
- Correu electrònic:
- gloria.gonzalez@uab.cat
Idiomes dels grups
Podeu consultar aquesta informació al final del document.
Prerequisits
Haver cursat o estar cursant les matèries de Física, Química, Aplicacions Informàtiques i Bases de l'Enginyeria Química del grau en Enginyeria Química.
Objectius
Es presenten els principis de la Termodinàmica i la seva aplicació en Enginyeria Química. A partir de la formulació i discussió dels principis termodinàmics, aquests s'utilitzen per a la determinació de les propietats de fluids purs i mescles. Un objectiu fonamental és l'anàlisi termodinàmica dels sistemes en equilibri, tant equilibri físic entre fases, com l'equilibri en sistemes amb reacció química. En ambdós casos, es tracta de la quantificació i anàlisi de l’equilibri per a la seva aplicació futura en el disseny de reactors i operacions unitàries.
Competències
- Enginyeria Química
- "Comprendre i aplicar els principis bàsics en què es fonamenta l'enginyeria química, i més concretament: balanços de matèria, energia i quantitat de moviment; termodinàmica, equilibri entre fases i equilibri químic; cinètica dels processos físics de transferència de matèria, d'energia i de quantitat de moviment, i cinètica de la reacció química"
- Comunicació
- Hàbits de pensament
- Hàbits de treball personal
Resultats d'aprenentatge
- Aplicar els fonaments científics i tecnològics de termodinàmica, equilibri entre fases i equilibri químic i de la cinètica dels processos físics de transferència d'energia.
- Comunicar eficientment, oralment i per escrit, coneixements, resultats i habilitats, tant en entorns professionals com davant de públics no experts.
- Desenvolupar un pensament i un raonament crítics
- Treballar de manera autònoma.
Continguts
0.- Introducció
Termodinàmica i Enginyeria Química. Conceptes bàsics i nomenclatura. Propietats termodinàmiques. Equilibri. Variables termodinàmiques. Regla de les fases de Gibbs. Comportament PVT.
1.- Primer principi de la Termodinàmica i conceptes bàsics
Primer principi. Energia interna. Funcions d’estat. Entalpia. Processos reversibles. Processos a volum i pressió constant. Calor específica. Processos isoterms, adiabàtics i politròpics.
2.- Segon principi de la Termodinàmica. Entropia
Segon principi. La màquina tèrmica. Cicle de Carnot per un gas ideal. Entropia. Principi de l’augment d’entropia.
3.- Propietats volumètriques i termodinàmiques dels fluids
Estimació de propietats volumètriques dels fluids purs. Comportament PVT de substàncies pures. Teoria dels estats corresponents. Propietats crítiques. Factor de compressibilitat. Equacions d’estat. Correlacions generalitzades per a líquids. Relacions entre propietats termodinàmiques. Energia de Gibbs. Propietats residuals.
4.- Termoquímica
Efectes de calor sensible. Efectes calòrics en canvis de fase. Entalpies de formació. Entalpies de reacció.
5.- Avaluació de propietats en sistemes multicomponents
Estimació de propietats volumètriques de mescles. Regles de mescla. Adaptació de les equacions d’estat. Equació de Gibbs-Duhem. Propietats molars parcials. Potencial químic.
6.- Equilibri entre fases
Variables de l'equilibri: Fugacitat i coeficient de fugacitat. Activitat i coeficient d’activitat. Criteris d’equilibri. Equilibri vapor líquid (EVL) mescles binaries i multicomponent. Punt de bombolla i punt de rosada. Comportament no ideal. Càlcul de coeficients de fugacitat. Models per al càlcul del coeficient d’activitat.
7.- Equilibri químic
Definició de la constant d’equilibri. Mètodes de càlcul de la constant d’equilibri. Determinació de les composicions en l’equilibri. Diagrames d'equilibri
Activitats formatives i Metodologia
| Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|
| Tipus: Dirigides | |||
| Classes de problemes | 15 | 0,6 | 1, 3, 4 |
| Classes teòriques | 30 | 1,2 | 1 |
| Seminaris ús de simulador | 5 | 0,2 | 1, 2, 3, 4 |
| Tipus: Autònomes | |||
| Estudi | 35 | 1,4 | 1, 2, 3, 4 |
| Recerca de documentació i bibliogràfica | 5 | 0,2 | 3, 4 |
| Resolució de problemes | 47 | 1,88 | 1, 2, 3, 4 |
Activitats dirigides:
Classes teòriques: Classes magistrals sobre els conceptes del temari.
Classes de problemes: Resolució de problemes corresponents a la matèria. Discussió amb els alumnes sobre les estratègies de solució i la seva execució.
Seminaris per al ús de simuladors: Seminaris de introducció a la utilització de simuladors de processos en l'estimació de propietats termodinàmiques i composicions d'equilibri.
Activitats autònomes:
Estudi: Estudi individual. Preparació d'esquemes i resums.
Resolució de problemes: Treball autònom de resolució de problemes. Per un costat com a complement del propi estudi de l'assignatura i, per altra, com a treball previ a les classes de problemes.
Utilització de simulador de processos per estimar propietats i resoldre problemes d'equilibri entre fases de sistemes multicomponents.
Recerca de documentació i bibliografia: Consulta de les fons bibiliogràfiques i documentals essencials per al curs.
Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, per a la complementació per part de l'alumnat de les enquestes d'avaluació de l'actuació del professorat i d'avaluació de l'assignatura/mòdul.
Avaluació
Activitats d'avaluació continuada
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| Prova final recuperació | 85% | 5 | 0,2 | 1, 2, 3 |
| Prova parcial 1 | 40 % | 3,5 | 0,14 | 1, 2, 3 |
| Prova parcial 2 | 45% | 3,5 | 0,14 | 1, 2, 3 |
| Treball amb simulador de processos | 15% | 1 | 0,04 | 1, 2, 3, 4 |
Avaluació continuada:
1ª prova parcial (PP1) (temes 1 a 5) : 40 % nota.
2ª prova parcial (PP2) (temes 6 i 7) : 45 % nota.
Treball amb simulador de processos (TR): 15% nota.
Cal obtenir un 3/10 a la part teòrica de cada prova parcial per obtenir la nota de l'examen i 3/10 a cada prova parcial per superar l’assignatura per curs.
Prova final de recuperació:
Hi haurà una prova final (PF) de recuperació, per a aquells alumnes que no hagin superat l'avaluació continuada (nota< 5).
La prova final inclourà una avaluació de tota l'assignatura, i no es podran recuperar només les proves parcials no superades.
La nota final s'obtindrà a partir de 85% de la prova de recuperació i el 15% del treball del simulador de processos.
Les proves parcials i final contindran una part teòrica i una part de problemes.
Avaluació única: qui s'aculli al procés d'avaluació única declarant-ho a principi de curs, realitzarà el dia de la segona prova parcial, una part addicional corresponent a la primera part del curs.
Aspectes generals:
Sense perjudici d'altres mesures disciplinàries que s'estimin oportunes, es qualificaran amb un zero les irregularitats comeses per l'estudiant que puguin conduir a una variació de la qualificació d'un acte d’avaluació. Per tant, la còpia, el plagi, l’engany, deixar copiar, etc. en qualsevol de les activitats d’avaluació implicarà suspendre-la amb un zero.
La data de revisió d’exàmens es farà pública en el moment de publicar les qualificacions a través de la plataforma virtual docent. En aquest context, es podran fer reclamacions sobre la nota de l’activitat, que seran avaluades pelprofessorat responsable de l’assignatura. Si l'estudiant no es presenta a aquesta revisió, no es revisarà posteriorment aquesta activitat.
Matricules d’honor. Atorgar una qualificació de matrícula d’honor ésdecisió del professorat responsable de l’assignatura. La normativa de la UAB indica que les MH només es podran concedir a estudiants que hagin obtingut una qualificació final igual o superior a 9.00. Es pot atorgar fins a un 5% de MH del total d'estudiants matriculats.
Un estudiant es considerarà no avaluable (NA) si no s’ha presentat a les proves parcials ni a l'examen final.
Bibliografia
Koretsky, M.D. Engineering and Chemical Thermodynamics. John Wiley and Sons Ltd. USA. 2n ed. (2012)
Smith, J.M.; Van Ness, et al 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).
Programari
Es donarà accés a un simulador de processos químics (HYSYS)
Llista d'idiomes
| Nom | Grup | Idioma | Semestre | Torn |
|---|---|---|---|---|
| (PAUL) Pràctiques d'aula | 211 | Català | primer quadrimestre | matí-mixt |
| (PAUL) Pràctiques d'aula | 212 | Català | primer quadrimestre | matí-mixt |
| (SEM) Seminaris | 211 | Català | primer quadrimestre | matí-mixt |
| (SEM) Seminaris | 212 | Català | primer quadrimestre | matí-mixt |
| (TE) Teoria | 22 | Català | primer quadrimestre | matí-mixt |