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| NOMBRE DE LA ASIGNATURA |
| NOMBRE DE LA ASIGNATURA |
TERMODINÁMICA I |
| CÓDIGO |
| CÓDIGO |
6805101- |
| CURSO ACADÉMICO |
| CURSO ACADÉMICO |
2023/2024 |
| DEPARTAMENTO |
| DEPARTAMENTO |
INGENIERÍA ENERGÉTICA
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| TÍTULO EN QUE SE IMPARTE |
| TÍTULO EN QUE SE IMPARTE |
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GRADO EN INGENIERÍA DE LA ENERGÍA
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| CURSO |
| CURSO |
PRIMER
CURSO
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| PERIODO |
SEMESTRE 2
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| TIPO |
OBLIGATORIAS |
| Nº ECTS |
| Nº ECTS |
6 |
| HORAS |
| HORAS |
150 |
| IDIOMAS EN QUE SE IMPARTE |
| IDIOMAS EN QUE SE IMPARTE |
CASTELLANO |
La termodinámica es la parte de la física que estudia la energía, la transformación entre sus distintas manifestaciones, como el calor, y de su capacidad para producir un trabajo. Es una materia excitante y fascinante que trata sobre algo esencial para la conservación de la vida como es la energía. Por ello también se la conoce popularmente como la ciencia de la energía.
Los ingenieros utilizan los principios derivados de la termodinámica, para analizar y diseñar objetos destinados a satisfacer las necesidades humanas. El vasto campo de aplicación de estos principios abarca desde los organismos microscópicos hasta los electrodomésticos, pasando por los vehículos de transporte (automoción, aviones, cohetes), las centrales eléctricas, los sistemas criogénicos, los sistemas de calefacción, ventilación, refrigeración y aire acondicionado, los sistemas de energía alternativas, las aplicaciones biomédicas e incluso la filosofía.
Los ingenieros buscan perfeccionar los diseños y mejorar el rendimiento para obtener como consecuencia el aumento en la producción de algún producto deseado, la reducción del consumo de un recurso escaso, una disminución en los costes totales o un menor impacto ambiental. Los principios de la Termodinámica juegan un papel importante a la hora de alcanzar estos objetivos.
La termodinámica se cursa en el segundo semestre del primer curso y es una asignatura fundamental en la formación académica, profesional y personal del estudiante dentro del plan de estudios para la obtención del grado. Al ser competencia de la termodinámica los balances de energía y las propiedades de las sustancias puras, es imprescindible para comprender otras asignaturas tales como Mecánica de Fluidos, Máquinas térmicas, Centrales termoeléctricas, etc.
Para poder entender el fundamento de los principios y deducir las ecuaciones termodinámicas, es necesario que el estudiante posea unos antecedentes sólidos de Física General, Química y Cálculo infinitesimal.
El alumno podrá dirigirse al Equipo Docente de la asignatura a través de los foros habilitados al efecto en el curso virtual (preferentemente) o el correo electrónico, en todo momento, o bien mediante consulta presencial o telefónica durante el horario de guardia que se indica a continuación.
La dirección postal es la siguiente:
ETS de Ingenieros Industriales (UNED)
Despacho 2.20
C/ Juan del Rosal, 12 (28040-Madrid)
Horario de guardia:
- Dr. D. José Daniel MARCOS DEL CANO
Jueves de 9:00 a 13:00 horas.
Teléfono: 91 398 8221
Despacho 0.16 E.T.S. Ingenieros Industriales
Email: jdmarcos@ind.uned.es
- Dra. Dª. Alicia MAYORAL ESTEBAN
Martes de 10:00 a 14:00 horas.
Teléfono: 91 398 6465
Email: amayoral@ind.uned.es
Despacho 2.21 E.T.S. Ingenieros Industriales
- Dr. D. Fernando VARELA DÍEZ
Miércoles de 10:00 a 14:00 horas.
Teléfono: 91 398 6468
Email: fvarela@ind.uned.es
Despacho 2.20 E.T.S. Ingenieros Industriales
BÁSICAS Y GENERALES
- CG03 - Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.
- CG04 - Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Industrial en el ámbito de la Energía
- CG05 - Conocimientos para la realización de mediciones, cálculos, valoraciones, tasaciones, peritaciones, estudios, informes, planes de labores y otros trabajos análogos.
- CG06 - Capacidad para el manejo de especificaciones, reglamentos y normas de obligado cumplimiento.
- CG10 - Capacidad de trabajar en un entorno multilingüe y multidisciplinar.
- CB2 - Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio
- CB3 - Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética
- CB4 - Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado
- CB5 - Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía
ESPECÍFICAS
- CEC01 - Conocimientos de termodinámica aplicada y transmisión de calor. Principios básicos y su aplicación a la resolución de problemas de ingeniería.
Con el estudio de esta asignatura se pretende que el alumno llegue a comprender los fundamentos teóricos precisos para el análisis del funcionamiento de las máquinas térmicas y de los equipos asociados a las mismas, para lo cual se establecen los siguientes objetivos:
- Asimilar en profundidad los conceptos de temperatura, energía, trabajo, calor, entropía y exergía.
- Utilizar las relaciones entre propiedades de gases ideales, gases reales y, en general, sustancias puras, así como el manejo de ecuaciones de estado y tablas de datos de propiedades.
- Asimilar las técnicas precisas para efectuar balances de materia, energía, entropía y exergía en sistemas cerrados y abiertos.
Los resultados de aprendizaje esperados, que indican el cumplimiento de dichos objetivos, son:
- Saber evaluar propiedades de sustancias puras compresibles e incompresibles y de disoluciones de gases.
- Saber aplicar los principios de la Termodinámica a procesos reales.
- Saber efectuar balances de materia, energía, entropía y exergía en equipos concretos.
- Saber analizar la eficiencia térmica y exergética de equipos, procesos y plantas.
- Saber efectuar balances de materia, energía y exergía en sistemas abiertos y cerrados monocomponente.
- Conocer el principio de funcionamiento de los principales equipos térmicos empleados en la industria.
1. Conceptos y definiciones
- El uso de la termodinámica
- Definición de los sistemas
- Descripción de los sistemas y de su comportamiento
- Medida de masa, longitud, tiempo y fuerza
- Dos propiedades mensurables: volumen específico y presión
- Medida de la temperatura
- Diseño y análisis en ingeniería
2. La energía y la primera ley de la Termodinámica
- Concepto mecánico de la energía
- Energía transferida mediante trabajo
- Energía de un sistema
- Transferencia de energía por calor
- El balance de energía para sistemas cerrados
- Análisis energético de ciclos
3. Propiedades de una sustancia pura, simple y compresible
- Definición del estado termodinámico
- La relación p-v-T
- El cálculo de las propiedades termodinámicas
- Gráfica generalizada de compresibilidad
- El modelo de gas ideal
- Energía interna, entalpía y calores específicos de gases ideales
- Cálculo de variaciones de energía interna y entalpía en gases ideales
- Procesos politrópicos de un gas ideal
4. Análisis Energético en un volumen de control
- Conservación de la masa para un volumen de control
- Conservación de la energía para un volumen de control
- Análisis de volúmenes de control en estado estacionario
- Análisis de transitorios
5. El segundo principio de la Termodinámica
- Utilización del segundo principio
- Formulaciones del segundo principio
- Identificación de irreversibilidades
- Aplicación del segundo principio a los ciclos termodinámicos
- La escala Kelvin de temperatura
- Medidas del rendimiento máximo para ciclos que operan entre dos reservorios
- El ciclo de Carnot
6. La entropía y su utilización
- La desigualdad de clausius
- Definición de variación de entropía
- Obtención de valores de entropía
- Variación de entropía en procesos internamente reversibles
- Balance de entropía para sistemas cerrados
- Balance de entropía para volúmenes de control
- Procesos isoentrópicos
- Rendimientos isoentrópicos de turbinas, toberas, compresores y bombas
- Transferencia de calor y trabajo en procesos de flujo estacionario internamente reversibles
7. Análisis exergético
- Introducción a la exergía
- Definición de exergía
- Balance de exergía para un sistema cerrado
- Exergía de flujo
- Balance de exergía para volúmenes de control
- Eficiencia exergética (segundo principio)
- Termoeconomía
El desarrollo de la asignatura utiliza metodologías propias de la educación a distancia, la enseñanza virtualizada y el aprendizaje autónomo, con apoyo del profesorado, y de las TIC.
Plantea la siguiente estructura básica:
- Texto básico de estudio, que cubre todos los temas del programa.
- Material audiovisual en el curso virtual que complementará la información presentada en los diversos temas y permitirá una mejor comprensión de los contenidos.
- Tutoría en línea y telefónica.
- Foros de consultas generales y por temas.
- Actividad/es práctica/s de evaluación continua (PEC).
- Prácticas on-line.
El estudio de cada uno de los temas debe comenzar con una primera lectura del mismo que permita identificar los objetivos específicos del mismo, así como la identificación y análisis de los puntos fundamentales. Seguidamente se procederá al estudio propiamente dicho: eleboración de esquemas conceptuales y sinópticos, identificación de las relaciones del tema en estudio con otros anteriores, etc.
Cuando se estime que se ha comprendido el tema razonablemente, se pasará a la resolución de ejercicios, comenzando por los ejemplos propuestos en el texto base que incluyen las resoluciones detalladas de los mismos. Se aprovechará para repasar todos aquellos conceptos que se hayan manifestado oscuros por algún tropiezo en la resolución de los ejercicios. Estos ejercicios podrán (y deberán) complementarse con los existentes al final del capítulo y exigidos en cada una de las PEC.
La labor personal y continuada del estudiante es imprescindible para el proceso de aprendizaje, siendo aconsejable que resuelva de forma completa y personal el mayor número posible de ejercicios. También es importante hacer un análisis de los resultados de los ejercicios, con el doble fin de relacionar unos proceso con otros y de adquirir 4 aspectos fundamentales:
- Sentido del rigor.
- Sentido de la medida.
- Sentido crítico.
- Claridad en la exposición
Si después de un esfuerzo personal razonable no puede resolver algún ejercicio, no dude en acudir a su tutor (si existe en su Centro Asociado) o bien, en cualquier caso, directamente al equipo docente de la asignatura en la Sede Académica Central (bien personándose en la Escuela, bien a través del teléfono o bien a través de los foros habilitados al efecto en el curso virtual).
TIPO DE PRUEBA PRESENCIAL
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| Tipo de examen |
| Tipo de examen |
Examen de desarrollo |
| Preguntas desarrollo |
| Preguntas desarrollo |
5 |
| Duración |
| Duración |
120 (minutos) |
| Material permitido en el examen |
| Material permitido en el examen |
Todo tipo de material escrito y todo tipo de calculadoras |
| Criterios de evaluación |
| Criterios de evaluación |
El examen constará de un problema y un conjunto de cuestiones teórico-prácticas (entre 2 y 5, dependiendo de su complejidad). Bloque de cuestiones. Se considerarán válidas las respuestas que estén debidamente justificadas (Usando: principio termodinámico, definición, expresión matemática, diagrama térmico, ejemplo, etc.). Bloque de problemas. Se corregirán de forma general, de acuerdo con los siguientes criterios: - El 60% de la puntuación del problema se concederá por el correcto planteamiento del mismo. Esto es, por la indicación clara y justificada de las hipótesis efectuadas y de las ecuaciones que describen el comportamiento del sistema en función de variables de estado y proceso conocidas, de tal modo que con la simple sustitución en las ecuaciones de los valores numéricos de dichas variables se obtengan los resultados pedidos.
- El 30% de la puntuación se asignará a la correcta determinación de todas las variables de estado necesarias para la resolución del problema, justificando adecuadamente el modelo utilizado para su obtención. No puntuarán las variables de estado obtenidas correctamente que no sean determinantes para la obtención del resultado pedido. Se considerará incorrecta la obtención de una propiedad si las unidades expuestas son incoherentes con la magnitud que representa.
- El 10% restante se concederá por la correcta operación y obtención de los resultados finales.
La comisión por parte del alumno en la resolución de un ejercicio de un error considerado como grave por parte del equipo docente supondrá una drástica reducción de la calificación del mismo, independientemente de las consideraciones anteriores sobre puntuación. |
| % del examen sobre la nota final |
| % del examen sobre la nota final |
83 |
| Nota mínima del examen para aprobar sin PEC |
| Nota mínima del examen para aprobar sin PEC |
5 |
| Nota máxima que aporta el examen a la calificación final sin PEC |
| Nota máxima que aporta el examen a la calificación final sin PEC |
8,3 |
| Nota mínima en el examen para sumar la PEC |
| Nota mínima en el examen para sumar la PEC |
5 |
| Comentarios y observaciones |
| Comentarios y observaciones |
La prueba presencial constará de dos bloques: - Bloque de preguntas cortas.
- Bloque de problemas.
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PRUEBAS DE EVALUACIÓN CONTINUA (PEC)
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| ¿Hay PEC? |
| ¿Hay PEC? |
Si |
| Descripción |
| Descripción |
Las pruebas de evaluación continua consisten en dos pruebas on-line. Todos los detalles referente a las mismas se ofrecerán en el curso virtual. - La primera PEC es una prueba objetiva (tipo test)
- La segunda PEC tiene 3 partes:
- Un bloque de preguntas tipo test
- Un bloque de cuestiones cortas
- Un bloque de problemas
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| Criterios de evaluación |
| Criterios de evaluación |
- En las preguntas tipo test se valorará únicamente el resultado.
- En las cuestiones y problemas se sigue el mismo criterio de evaluación que en la prueba presencial.
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| Ponderación de la PEC en la nota final |
| Ponderación de la PEC en la nota final |
Cada PEC contará hasta 0,5 puntos de la nota final de forma independiente. Puede hacerse una sola PEC y se añadirá su contribución a la calificación final.Las PECs no tienen una fecha de entrega adicional para la prueba extraordinaria de septiembre, conservándose la calificación de las realizadas en convocatoria ordinaria. |
| Fecha aproximada de entrega |
| Fecha aproximada de entrega |
PEC1/01/04 PEC2/15/05 |
| Comentarios y observaciones |
| Comentarios y observaciones |
La contribución de las PEC a la evaluación final se tendrá en cuenta siempre que la calificación obtenida el la prueba presencial del correspondiente curso académico sea no inferior a 5 puntos. Cada prueba de evaluación continua podrá valorarse hasta 0,5 puntos. |
OTRAS ACTIVIDADES EVALUABLES
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| ¿Hay otra/s actividad/es evaluable/s? |
| ¿Hay otra/s actividad/es evaluable/s? |
Si |
| Descripción |
| Descripción |
Prácticas de la Asignatura Las prácticas consistirán en la realización de una serie de ejercicios de simulación mediante un software informático. |
| Criterios de evaluación |
| Criterios de evaluación |
Las prácticas se evaluarán, aparte por el resultado numérico, por el correcto planteamiento de las mismas. |
| Ponderación en la nota final |
| Ponderación en la nota final |
Las prácticas contarán hasta 0,7 puntos de la nota final. |
| Fecha aproximada de entrega |
| Fecha aproximada de entrega |
Prácticas/fecha 15/06 |
| Comentarios y observaciones |
| Comentarios y observaciones |
Las prácticas son obligatorias. No se puede superar la asignatura sin haber obtenido en las prácticas una calificación superior a 5 puntos sobre 10. Una vez superadas las prácticas, la nota quedará guardada para cursos siguientes en caso necesario. Las prácticas no tienen una fecha de entrega adicional para la prueba extraordinaria de septiembre, conservándose la calificación de las realizadas en convocatoria ordinaria. |
¿Cómo se obtiene la nota final?
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Si PP>=5 y P>=5, CALIFICACIÓN=0,83·PP+0,05·PEC1+0,05·PEC2+0,07·P de lo contrario, CALIFICACIÓN=NO APTO donde PP, PEC1,PEC2 y P son las notas sobre 10 de la Prueba presencial, PEC1, PEC2 y prácticas, respectivamente. |
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¿Hay prácticas en esta asignatura de cualquier tipo (en el Centro Asociado de la Uned, en la Sede Central, Remotas, Online,..)?
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Si
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CARACTERÍSTICAS GENERALES
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Presencial: No
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Obligatoria: Sí
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Es necesario aprobar el examen para realizarlas: No
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Fechas aproximadas de realización: semana siguiente a la segunda semana de pruebas presenciales
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Se guarda la nota en cursos posteriores si no se aprueba el examen: Sí, indefinidamente
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Cómo se determina la nota de las prácticas: Evaluando los ejercicios propuestos
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REALIZACIÓN
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Lugar de realización: Online
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N.º de sesiones: no procede
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Actividades a realizar: Resolución de ejercicios en Matlab y enviar los resultados
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A través del curso virtual se suministrarán al alumno diversos materiales de interés para el estudio de la asignatura: resúmenes teóricos de los diversos temas, ejercicios propuestos, ejemplos de exámenes, etc.
El alumno puede efectuar consultas directas al Equipo docente de la asignatura, personalmente durante el horario de guardias, por teléfono o a través de los foros habilitados al efecto en el curso virtual. También podrá solicitar al equipo docente tutorías web personales.
Tanto la sede central de la UNED como sus Centros Asociados disponen de biblioteca, donde el alumno puede encontrar tanto la bibliografía básica como la complementaria y otros medios de apoyo que facilitan al alumno el estudio de la asignatura.
