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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE ESTUDIO
Aprobado por el Consejo Técnico de la Facultad de Ingeniería en su sesión ordinaria del 19 de noviembre de 2008

TERMODINÁMICA
Asignatura Ciencias Básicas División

0068
Clave Física General y Química Coordinación

4°
Semestre

11
Créditos

Ingeniería Petrolera Carrera(s) en que se imparteAsignatura: Obligatoria Optativa X X

Horas: Teóricas Prácticas 4.5 2.0

Total (horas): Semana 16 Semanas 6.5 104.0

Modalidad: Curso, laboratorio

Seriación obligatoria antecedente: Ninguna

Seriación obligatoria consecuente: Ninguna

Objetivo(s) del curso: El alumno analizará los conceptos y principios fundamentales de la Termodinámica Clásica para aplicarlos en la solución de problemasfísicos. Desarrollará sus capacidades de observación, modelado de fenómenos físicos, manejo de instrumentos y equipos experimentales, razonamiento lógico y toma de decisiones.

Temario
NÚM. NOMBRE HORAS

1. 2. 3. 4. 5.

Conceptos fundamentales y la ley cero de la termodinámica La 1ª ley de la termodinámica Propiedades de las sustancias puras El balance de energía. Aplicaciones de la 1ª ley dela termodinámica La 2ª ley de la termodinámica

14.5 18.0 14.0 17.5 8.0 72.0

Prácticas de laboratorio Total

32.0 104.0

TERMODINÁMICA

(2 / 6)

1

Conceptos fundamentales y la ley cero de la termodinámica Objetivo: El alumno calculará la variación de la presión en los fluidos estáticos, relacionará las diversas escalas de temperatura, establecerá las condiciones de equilibrio de unsistema según sus restricciones e identificará las características distintivas de las propiedades de las sustancias. Contenido: 1.1 Sistemas termodinámicos cerrados y abiertos. Fronteras. 1.2 Propiedades macroscópicas de las sustancias (extensivas e intensivas). 1.3 Equilibrio termodinámico. 1.4 Volumen, volumen específico, densidad, densidad relativa y peso específico. 1.5 Presión. El gradientede presión – la ecuación fundamental de la hidrostática. Uso del modelo del gradiente de presión en la determinación experimental de la presión atmosférica. Manometría. 1.6 Modelo matemático que representa la relación entre los valores experimentales presión y profundidad en un líquido en reposo. Significado físico de la pendiente de la recta obtenida. 1.7 Equilibrio térmico. La ley cero.Temperatura. 1.8 Propiedades termométricas. Escalas empíricas de temperatura. La temperatura absoluta. 1.9 El postulado de estado. El diagrama (v,P). Procesos. Proceso casiestático. Proceso cíclico. Procesos casiestáticos: isobáricos, isométricos, isotérmicos, adiabáticos y politrópicos. 1.10 Diferenciales exactas e inexactas. Las características matemáticas de las propiedades de la sustancia comofunciones que dan diferenciales exactas.

2

La 1ª ley de la termodinámica Objetivo: El alumno reconocerá la importancia del concepto de energía y de sus formas de tránsito y formulará las ecuaciones que modelen el funcionamiento de los sistemas de interés en ingeniería. Contenido: 2.1 Concepto de calor: sensible (la capacidad térmica específica) y latente. Signo del calor que entra en un sistema espositivo. 2.2 Modelo matemático que representa la relación entre los valores experimentales calor y temperatura. Significado físico de la pendiente de la recta obtenida. 2.3 Prueba del modelo recién citado y su aplicación en la resolución de problemas de calorimetría. 2.4 Concepto de trabajo. La definición mecánica. Trabajo casiestático de una sustancia compresible. Signo del trabajo que entra enel sistema es positivo. Interpretación gráfica del trabajo en el diagrama (v,P). 2.5 El trabajo y los cambios de energías cinética y potencial. 2.6 Los experimentos de Joule. 2.7 La relación de equivalencia entre el calor y trabajo. 2.8 La 1ª ley de la termodinámica. 2.9 La energía termodinámica como propiedad de la sustancia. 2.10 El principio de conservación de la energía. 2.11 La 1ª ley de...