Asignaturas Grado en ingeniería de la energía
TERMODINÁMICA II
Curso 2024/2025 Código Asignatura: 68052014
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Guía de la Asignatura Curso 2024/2025
- Primeros Pasos
- Presentación y contextualización
- Requisitos y/o recomendaciones para cursar esta asignatura
- Equipo docente
- Horario de atención al estudiante
- Tutorización en centros asociados
- Competencias que adquiere el estudiante
- Resultados de aprendizaje
- Contenidos
- Metodología
- Sistema de evaluación
- Bibliografía básica
- Bibliografía complementaria
- Prácticas de laboratorio
- Recursos de apoyo y webgrafía
TERMODINÁMICA II
Código Asignatura: 68052014
La guía de la asignatura ha sido actualizada con los cambios que aquí se mencionan.
Nombre y apellidos | FERNANDO VARELA DIEZ (Coordinador de Asignatura) |
Correo electrónico | fvarela@ind.uned.es |
Teléfono | 91398-6468 |
Facultad | ESCUELA TÉCN.SUP INGENIEROS INDUSTRIALES |
Departamento | INGENIERÍA ENERGÉTICA |
Nombre y apellidos | JOSE DANIEL MARCOS DEL CANO |
Correo electrónico | jdmarcos@ind.uned.es |
Teléfono | 91398-8221 |
Facultad | ESCUELA TÉCN.SUP INGENIEROS INDUSTRIALES |
Departamento | INGENIERÍA ENERGÉTICA |
Nombre y apellidos | ALICIA MAYORAL ESTEBAN |
Correo electrónico | amayoral@ind.uned.es |
Teléfono | 91398-6461 |
Facultad | ESCUELA TÉCN.SUP INGENIEROS INDUSTRIALES |
Departamento | INGENIERÍA ENERGÉTICA |
NOMBRE DE LA ASIGNATURA | |
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NOMBRE DE LA ASIGNATURA | TERMODINÁMICA II |
CÓDIGO | |
CÓDIGO | 68052014 |
CURSO ACADÉMICO | |
CURSO ACADÉMICO | 2024/2025 |
DEPARTAMENTO | |
DEPARTAMENTO | INGENIERÍA ENERGÉTICA |
TÍTULO EN QUE SE IMPARTE | |
TÍTULO EN QUE SE IMPARTE | |
GRADO EN INGENIERÍA DE LA ENERGÍA | |
CURSO | |
CURSO | SEGUNDO CURSO |
PERIODO | SEMESTRE 1 |
TIPO | OBLIGATORIAS |
Nº ECTS | |
Nº ECTS | 6 |
HORAS | |
HORAS | 150 |
IDIOMAS EN QUE SE IMPARTE | |
IDIOMAS EN QUE SE IMPARTE | CASTELLANO |
La Termodinámica II se cursa en el primer semestre del segundo 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 cursar esta asignatura con garantías, es necesario dominar la asignatura Termodinámica I del segundo semestre de primer curso.
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
- CEM03 - Conocimientos aplicados de ingeniería térmica.
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 efectuar balances de materia, energía, entropía y exergía en el conjunto de una planta industrial.
- Saber analizar la eficiencia térmica y exergética de equipos, procesos y plantas.
- Saber valorar los impactos sociales, económicos y ambientales de procesos y plantas.
- Saber efectuar balances de materia, energía y exergía en sistemas abiertos y cerrados monocomponente.
- Conocer y analizar diferentes ciclos de generación de potencia, frigoríficos y criogénicos.
- Saber analizar la eficiencia térmica y exergética de equipos, procesos y plantas.
- Conocer el principio de funcionamiento de los principales equipos térmicos empleados en la industria.
- Conocer y saber evaluar desde el punto de vista termodinámico y medioambiental nuevas tendencias de diseño en ciclos de potencia y tecnologías de producción de energía mecánica y térmica.
8. Instalaciones de producción de potencia mediante vapor
- Las instalaciones de potencia de vapor
- Análisis de las instalaciones de potencia con vapor: el ciclo Rankine
- Para mejorar el funcionamiento: sobrecalentamiento y recalentamiento
- Para mejorar el rendimiento: el ciclo de potencia regenerativo
- Otros aspectos del ciclo de vapor
- Estudio de un caso: balance exergético de una planta de potencia
9. Instalaciones de producción de potencia mediante gas
MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA
- Terminología de motores
- El ciclo Otto de aire-estándar
- El ciclo diesel de aire-estándar
- El ciclo dual de aire-estándar
CENTRALES ELÉCTRICAS DE TURBINA DE GAS
- Las centrales de turbina de gas
- El ciclo Brayton de aire-estándar
- Turbinas de gas regenerativas
- Turbinas de gas regenerativas con recalentamiento y refrigeración
- Turbinas de gas para propulsión aérea
- Ciclo combinado turbina de gas-ciclo de vapor
- Los ciclos Ericsson y Stirling
FLUJO COMPRESIBLE EN TOBERAS Y DIFUSORES
- Aspectos preliminares del flujo compresible
- Flujo unidimensional estacionario en toberas y difusores
- Flujo de gases ideales con calores específicos constantes en toberas y difusores
10. Sistemas de refrigeración y bomba de calor
- Sistemas de refrigeración con vapor
- Análisis de los sistemas de refrigeración por compresión de vapor
- Propiedades de los refrigerantes
- Sistemas de compresión de vapor en cascada y multietapa
- Refrigeración por absorción
- Bomba de calor
- Sistemas de refrigeración con gas
11. Relaciones termodinámicas
- Ecuaciones de estado
- Relaciones matemáticas importantes
- Deducción de relaciones entre propiedades
- Cálculo de las variaciones de entropía, energía interna y entalpía
- Otras relaciones termodinámicas
- Construcción de tablas de propiedades termodinámicas
- Gráficas generalizadas para la entalpía y la entropía
- Relaciones p-v-T para mezclas de gases
- Estudio de sistemas multicomponentes
12. Mezclas no reactivas de gases ideales y psicrometría
MEZCLAS DE GASES IDEALES: CONSIDERACIONES GENERALES
- Descripción de la composición de la mezcla
- Relaciones p-v-t en mezclas de gases ideales
- Cálculo de U, H, S y calores específicos
- Análisis de sistemas que contienen mezclas
APLICACIÓN A LA PSICROMETRÍA
- Principios básicos de la psicrometría
- Aplicación de los balances de masa y energía a los sistemas de acondicionamiento de aire
- Las temperaturas de saturación adiabática y de bulbo húmedo
- Diagramas psicrométricos
- Análisis de procesos de acondicionamiento de aire
13. Mezclas reactivas y combustión
FUNDAMENTOS DE LA COMBUSTIÓN
- El proceso de combustión
- Conservación de la energía en sistemas reactivos
- Cálculo de la temperatura adiabática de llama
- Entropía absoluta y tercer principio de la termodinámica
- Células de combustible
EXERGÍA QUÍMICA
- Introducción a la exergía química
- Exergía química estándar
- Resumen sobre la exergía
- Eficiencia exergética de los sistemas reactivos
14. Equilibrio químico y de fases
CONSIDERACIONES PRELIMINARES SOBRE EL EQUILIBRIO
- Introducción de los criterios de equilibrio
EQUILIBRIO QUÍMICO
- Ecuación del equilibrio de reacción
- Cálculo de la composición de equilibrio
- Ejemplos adicionales del uso de la constante de equilibrio
EQUILIBRIO DE FASES
- Equilibrio entre dos fases de una sustancia pura
- Equilibrio en sistemas multicomponentes y multifásicos
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 | 2 |
Duración | |
Duración | 120 (minutos) |
Material permitido en el examen | |
Material permitido en el examen | En las pruebas presenciales se permitirá el empleo de cualquier tipo de material escrito de consulta como apoyo, 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). Criterios generales Se tendrá en cuenta prioritariamente el planteamiento coherente, la decisión razonada de hipótesis de cálculo, el conocimiento de las fuentes de datos, la coherencia dimensional y adecuación de unidades y la capacidad de detectar resultados claramente erróneos o incoherentes. En segundo lugar, la estimación correcta de los datos precisos para la resolución del ejercicio y sólo en tercer lugar la obtención de resultados numéricamente correctos. Criterios específicos 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:
Es necesario puntuar un mínimo de 1.0 puntos en cada bloque de la prueba presencial. |
% del examen sobre la nota final | |
% del examen sobre la nota final | 90 |
Nota mínima del examen para aprobar sin PEC | |
Nota mínima del examen para aprobar sin PEC | 5,6 |
Nota máxima que aporta el examen a la calificación final sin PEC | |
Nota máxima que aporta el examen a la calificación final sin PEC | 9 |
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 | El examen contará de 2 bloques:
Es necesario obtener un mínimo de 1.0 puntos en cada bloque. |
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.
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Criterios de evaluación | |
Criterios de evaluación | En la evaluación de las PEC se valorar la correcta estimación del resultado numérico. Puntualmente en alguna de las cuestiones planteadas podría valorarse el planteamiento o justificación de la respuesta (en este caso se especificaría la aplicación de este criterio) |
Ponderación de la PEC en la nota final | |
Ponderación de la PEC en la nota final | 5% cada PEC, 10% en total (ver apartado ¿Cómo se obtiene la nota final?). |
Fecha aproximada de entrega | |
Fecha aproximada de entrega | PEC1/01/04 PEC2/15/05 |
Comentarios y observaciones | |
Comentarios y observaciones |
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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 1 punto de la nota final. |
Fecha aproximada de entrega | |
Fecha aproximada de entrega | Prácticas/fecha 15/02 |
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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Para superar la asignatura es necesario obtener al menos un 5 sobre 10 en la prueba presencial (PP) y en las prácticas (P). La nota final se obtiene según el siguiente algoritmo:
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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,..)? |
Si |
CARACTERÍSTICAS GENERALES |
Presencial: No |
Obligatoria: Sí |
Es necesario aprobar el examen para realizarlas: No |
Fechas aproximadas de realización: semana siguiente a la segunda semana de pruebas presenciales |
Se guarda la nota en cursos posteriores si no se aprueba el examen:Sí, indefinidamente |
Cómo se determina la nota de las prácticas: Evaluando los ejercicios propuestos |
REALIZACIÓN |
Lugar de realización: Online |
N.º de sesiones: no procede |
Actividades a realizar: Resolución de ejercicios en Matlab y enviar los resultados |
OTRAS INDICACIONES: |
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.