Universidad de Valladolid 19 de septiembre de 2011

Curso Académico Actual: 2009/2010

Profesorado:

SUSANA LUCAS YAGUE

FIDEL ANTONIO MATO CHAIN

Fecha de la Última Modificación: 1 de Septiembre de 2010

Email:f idel@iq.uva.es<BR>susana@iq.uva.es

Descriptor:

Aplicaciones del equilibrio químico y entre fases. Estimación de propiedades. Producción y uso de vapor y frío.

Objetivos:

El objetivo global de esta asignatura es conseguir que el alumno sea capaz de aprender los conceptos básicos de la

termodinámica buscando su dimensión aplicada, determinar las propiedades termodinámicas de sustancias puras y mezclas

(en particular a partir de propiedades físicas), estudiar y calcular el equilibrio químico y entre fases y analizar los procesos

reales de transformación de energía evaluando su factibilidad y eficacia.

Programa de Teoría:

Bloque I. COMPORTAMIENTO TERMODINÁMICO DE LAS SUSTANCIAS

Tema 1. Fluidos reales

Propiedades de interés en Ingeniería Química. Descripción del comportamiento de los f luidos. Tablas de propiedades

termodinámicas. Diagramas termodinámicos. Estados cercanos al punto crítico y f luidos supercríticos.

Tema 2. Ecuaciones de estado

Ecuación de estado de los gases ideales. Factor de compresibilidad y correlaciones. Ecuaciones cúbicas. Otras ecuaciones

de estado. Reglas de mezcla. Aplicabilidad de las ecuaciones de estado.

Tema 3. Cálculo de propiedades

Relaciones de Maxw ell y derivación de propiedades: entalpía, entropía y fugacidad. Cálculo de propiedades a partir de

ecuaciones de estado. Otras propiedades. Sistemas de composición variable: potencial químico.

Tema 4. Equilibrio entre fases

Introducción: tipos de equilibrio y aplicaciones relacionadas. Descripción del equilibrio líquido-vapor binario. Equilibrio líquido-

vapor en soluciones ideales. Desviación de la idealidad. Equilibrio entre fases mediante el método gamma-phi. Predicción de

coeficientes de actividad. Equilibrio entre fases mediante ecuaciones de estado. Selección de modelos.

Tema 5. Equilibrio químico y aspectos termodinámicos de las reacción química

Introducción. Constante de equilibrio. Conversión de equilibrio. Calor de reacción. Sistemas de reacción complejos.

Bloque II. ANÁLISIS TERMODINÁMICO DE PROCESOS INDUSTRIALES

Tema 6. Análisis de procesos

Introducción: irreversibilidad. Representación de procesos. Balances de energía, entropía y exergía. Evaluación de procesos.

Concepto de eficacia. Métodos de análisis combinado.

Tema 7. Calor

| Ing. Químico (298) | TERMODINAMICA APLICADA

TERMODINAMICA APLICADA - Curso 2009-10

Introducción: Calor en la Industria Química. Combustibles. Combustión. Generación de calor. Distribución de calor.

Tema 8. Trabajo y potencia. Generalidades

Introducción: Trabajo y potencia en la Industria Química. Compresión y expansión. Ciclos de producción de trabajo.

Tema 9. Ciclos de potencia de vapor

Introducción: Máquinas térmicas. Ciclo de Carnot. Ciclo de Rankine.

Tema 10. Ciclos de potencia de gas y otros ciclos de potencia

Introducción: Máquinas de combustión interna. Ciclo de aire estándar. Ciclo de Otto. Ciclo de Diésel. Ciclo de Brayton. Otros

ciclos de potencia.

Tema 11. Refrigeración

Introducción: Refrigeración en la Industria Química. Ciclos de compresión. Refrigerantes. Procedimientos en sistemas de

refrigeración. Ciclos de refrigeración de gas. Ciclos de absorción.

Tema 12. Psicrometría

Introducción. Propiedades básicas del sistema aire-vapor de agua. Diagrama psicrométrico. Procesos psicrométricos.

Metodología (actividades):

CLASES EXPOSITIVAS

A lo largo de las clases teóricas se desarrollan los contenidos, teniendo en cuenta los objetivos establecidos previamente y

las competencias transversales y específ icas que los alumnos deben adquirir. Estos contenidos se acompañan siempre de

ejemplos prácticos

CLASES PRÁCTICAS

Las clases prácticas, de resolución de problemas, tienen como finalidad el análisis y aplicación de los contenidos teóricos El

alumno dispone de una colección de problemas, algunos de los cuales se desarrollan al f inalizar cada tema, planteándolos

siempre en orden creciente de complejidad

TRABAJOS PRÁCTICOS

Se propondrán dos tareas grupales (pequeños proyectos de diseño de solución múltiple) correspondientes a cada uno de los

bloques en los que se estructura la asignatura. Cada grupo tendrá asignado un horario de tutoría en el que podrán consultar

las dudas que se les presenten y deberán entregar un breve informe técnico en un plazo previamente establecido.

WEB-AULA VIRTUAL

El curso de Termodinámica Aplicada estará disponible en el Aula Virtual de Ingeniería Química (w w w .aulavirtual.iq.uva.es)

Método y criterios de evaluación:

EXAMEN DE TEORÍA: 30% (Nota mínima: 4 puntos)

Cuestiones cortas teórico-aplicadas. Ningún material permitido

EXAMEN DE PROBLEMAS: 50% (Nota mínima: 4 puntos)

2 problemas: Se permite el uso de apuntes, libros, etc.

TAREAS: 20%

A lo largo del cuatrimestre se propondrán 2 tareas obligatorias y que se tendrán en cuenta en la evaluación f inal de la

asignatura

Bibliografía:

Smith, J.M., Van Ness, H.C. y Abbott, M.M. "Introducción a la Termodinámica en Ingeniería Química" (sexta edición). McGraw -

Hill, México, 2003. ISBN: 970-10-3647-6 .

Bibliografía Complementaria:

General:

Dimitrios P. Tassios "Applied chemical engineering thermodynamics". Springer-Verlag, Berlin, 1993. ISBN: 3540547592 .

Octave Levenspiel "Understanding engineering thermo". Prentice-Hall PTR, London, 1993. ISBN: 0-13-531203-5 .

Propiedades y Equilibrio:

Bruce E. Poling, John M. Prausnitz, John P. O"Connell "The properties of gases and liquids". McGraw -Hill, New York, 2001.

ISBN: 0070116822 .

Prausnitz, J.M, Lichtenthaler, R.N. y Gomes de Azevedo, E. "Termodinámica molecular de los equilibrios de fases". Prentice-

Hall, Madrid, 2000. ISBN: 8420529966 .

Procesos:

Moran, M.J. y Shapiro, H.N. "Fundamentos de Temodinámica Técnica". Vols * y **, Reverté, Barcelona, 1994. ISBN: 84-291-

4171-5 .

Kenneth Wark y Donald E. Richards "Termodinámica" (6ª Edición). McGraw -Hill, Madrid, 2000. ISBN: 844812829X .

Yunus A. Çengel y Michael A. Boles "Termodinámica" (I y II, 2ª Edición). MacGraw -Hill, México, 1998. ISBN: 970100910X .

John R. How ell y Richard O. Buckius "Principios de termodinámica para ingeniería". MacGraw -Hill, México, 1990. ISBN:

9684225717 .

Hayw ood, R.W. "Analysis of Engineering Cycles" (4ª Edición). Pergamon Press, Oxford, 1991. ISBN: 0-08-040738-2 .

Energía:

Vaclav Smil "Energías: Una guía ilustrada de la biosfera y la civilización.". Crítica, Barcelona, 2001. ISBN: 84-8432-275-0

Bibliografía indexada:

Última modif icación:

SIN CLASIFICAR

TASSIOS, DIMITRIOS P. "Applied chemical engineering thermodynamics / Dimitrios P. Tassios" Berlin [etc.] : Springer, 1993

HOWELL, JOHN R. "Principios de termodinámica para ingeniería / John R. How ell, Richard O. Buckius ; trad. I. Velasco Ayala

; rev. F. Núñez" México [etc.] : MacGraw -Hill, 1990

PRAUSNITZ, JOHN M. "Termodinámica molecular de los equilibrios de fases / John M. Prausnitz, Ruediger N. Lichtenthaler,

Edmundo Gomes de Azevedo" Madrid [etc.] : Prentice-Hall, 2000 (3ª ed.)

ÇENGEL, YUNUS A. "Termodinámica. II / Yunus A. Çengel (autor), Michael A. Boles (coaut.), Gabriel Nagore Cázares (tr.),

Raymundo López Callejas (rev.técn.)." México [etc.] : MacGraw -Hill, 1998 (2ª ed.)

ÇENGEL, YUNUS A. "Termodinámica. I / Yunus A. Çengel, Michael A. Boles" México [etc.] : MacGraw -Hill, 1998 (2ª ed.)

WARK, KENNETH "Termodinámica / Kenneth Wark ; trad. José Luis Torres Vázquez, Carlos Manuel Sánchez Trujillo ; rev.

técn. Félix Nuñez Orozco" México : MacGraw -Hill, s.a. (5ª ed.)

POLING, BRUCE E. "The properties of gases and liquids / Bruce E. Poling, John M. Prausnitz, John P. O'Connell" New York

[etc.] : McGraw -Hill, 2001 (5th ed.)

SMITH, J. M. "Introducción a la termodinámica en ingeniería química / J.M. Smith, H.C. Van Ness, M.M. Abbott" México [etc.] :

MacGraw -Hill, 1997 (5ª ed.)

HAYWOOD, RICHARD WILSON "Ciclos termodinámicos de potencia y refrigeración / R.W. Hayw ood" México [etc.] : Limusa,

1999 (2ª ed.)

HOWELL, JOHN R. "Fundamentals of engineering thermodynamics : SI version / John R. How ell (autor), Richard O. Buckius

(coaut.)." New York [etc.] : MacGraw -Hill, 1987

MORAN, MICHAEL J. "Fundamentos de termodinámica técnica. Primer tomo / M.J. Morán, H.N. Shapiro." Barcelona : Reverté,

1995

MORAN, MICHAEL J. "Fundamentos de termodinámica técnica. Segundo tomo / M.J. Morán, H.N. Shapiro" Barcelona :

Reverté, 1994

SMIL, VACLAV "Energías : una guía ilustrada de la biosfera y la civilización / Vaclav Smil ; traducción castellana de Ignacio

Zúñiga" Barcelona : Crítica, 2001

Conocimientos previos recomendados:

Se recomienda haber cursado, o cursar simultáneamente Química-Física e Introducción a la Termodinámica.

Material Necesario:

Transparencias de clase.

Colección de problemas.

Base de datos.

Material diccional.

Todo ello puede encontrarse en el curso de Termodinámica Aplicada en el aula virtual de Ingeniería Química:

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