Dades generals

Curs acadèmic:
2017
Descripció:
Coneixements de termodinàmica aplicada i de transmissió de calor. Principis bàsics i la seva aplicació a la resolució de problemes d'enginyeria.
Crèdits ECTS:
5

Grups

Grup DT

Durada:
Semestral, 2n semestre
Professorat:
FÉLIX ÁNGEL CARRASCO ALONSO  / JOSE ALBERTO MENDEZ GONZALEZ  / MARTA VERDAGUER PLANAS
Idioma de les classes:
Català (96%), Castellà (3%), Anglès (1%)

Competències

  • CT09 Aplicar criteris de qualitat a les propostes i / o projectes
  • CT11 Prendre decisions per a la resolució de situacions diverses
  • CE09 Coneixements de termodinàmica aplicada i transmissió de calor. Principis bàsics i la seva aplicació a la resolució de problemes d'enginyeria.

Continguts

1. CONCEPTES BÀSICS

          1.1. Orígens de la Termodinàmica

          1.2. Dimensions i unitats

          1.3. Mesures de quantitat

          1.4. Força

          1.5. Temperatura

          1.6. Pressió

          1.7. Treball

          1.8. Energia. Energies cinètica i potencial (gravitacional i elàstica). Conservació de l’energia

          1.9. Calor

2. PRIMERA LLEI DE LA TERMODINÀMICA

          2.1. Experiments de Joule

          2.2. Energia interna

          2.3. La primera llei de la Termodinàmica

          2.4. Balanç d’energia per a sistemes tancats

          2.5. Estat termodinàmic i funcions d’estat

          2.6. Equilibri

          2.7. Regla de les fases de Gibbs

          2.8. Procés reversible

          2.9. Processos a volum i pressió constants

          2.10. Entalpia

          2.11. Capacitat calorífica

          2.12. Balanços de matèria i d’energia per a processos continus

          2.13. Mecanismes de transmissió de calor (conducció, convecció i radiació)

3. PROPIETATS DE LES SUBSTÀNCIES PURES

          3.1. Comportament PVT de les substàncies pures. Diagrames PV i PT. Condicions crítiques. Canvis de fase

          3.2. Coeficient d’expansió volumètrica i coeficient de compressibilitat isotèrmica. Equació d'estat

          3.3. Gasos ideals. Escala de temperatura absoluta. Constant universal dels gasos

          3.4. Gasos reals. Equació de van der Waals. Equacions del virial

4. EFECTES TÈRMICS

          4.1. Variacions d'energia interna i d'entalpia

          4.2. Variació de la capacitat calorífica amb la temperatura

          4.3. Càlculs amb gasos ideals

5. SEGONA LLEI DE LA TERMODINÀMICA

          5.1. Enunciats de la segona llei de la Termodinàmica

          5.2. Màquines tèrmiques. Teorema de Carnot

          5.3. Escala termodinàmica de temperatura

          5.4. Entropia

          5.5. Variació d’entropia d’un gas ideal

          5.6. Plantejament matemàtic de la segona llei de la Termodinàmica

          5.7. Balanç d’entropia per a sistemes oberts

          5.8. Càlcul del treball ideal

          5.9. Treball perdut

          5.10. Tercera llei de la Termodinàmica

6. PROPIETATS TERMODINÀMIQUES DELS FLUIDS. PROCESSOS CONTINUS

          6.1. Expressions per a l'avaluació de propietats termodinàmiques

          6.2. Diagrames termodinàmics TS, PH i HS

          6.3. Taules de propietats termodinàmiques

          6.4. Balanços de matèria, d'energia i d'entropia per a sistemes oberts

          6.5. Flux a través de canonades, toveres, turbines, compressors i bombes

7. PRODUCCIÓ DE POTÈNCIA A PARTIR DE CALOR

          7.1. Plantes d'energia de vapor. Cicle de Carnot, cicle de Rankine i cicle regeneratiu

          7.2. Motors de combustió interna. Cicle d'Otto, cicle de Diesel i cicle de Brayton

8. REFRIGERACIÓ I LIQUACIÓ

          8.1. Refrigerador de Carnot

          8.2. Cicle de refrigeració per compressió de vapor

          8.3. Bomba de calor

          8.4. Liquació de gasos

9. PRÀCTIQUES DE LABORATORI / SIMULACIONS PER ORDINADOR

          9.1. Capacitat calorífica d'un gas a volum constant

          9.2. Pressió de vapor d'un líquid pur

          9.3. Coeficient adiabàtic d'un gas mitjançant el mètode de Clément i Désormes

          9.4. Entalpia de neutralització

          9.5. Aplicacions de l'anàlisi exergètica

          9.6. Mètodes de càlcul de propietats termodinàmiques

Activitats

Tipus d’activitat Hores amb professor Hores sense professor Total
Classes expositives 22,5 12 34,5
Classes pràctiques 12 18 30
Prova d'avaluació 6 0 6
Resolució d'exercicis 12,5 42 54,5
Total 53 72 125

Bibliografia

  • Smith, J. M (cop. 2007 ). Introducción a la termodinámica en ingeniería química (7ª ed.). México [etc.]: McGraw-Hill. Catàleg
  • Moran, Michael J., Shapiro, Howard N. (cop. 2004). Fundamentos de termodinámica técnica (2ª ed.). Barcelona [etc.]: Reverté. Catàleg
  • Cadenato Matia, Anna Maria (1993). Termodinàmica 1a. i 2a. llei : problemes. Barcelona: Edicions UPC. Catàleg
  • Salla Tarrago, Josep M. (1994). Termodinàmica aplicada. Barcelona: Edicions UPC. Catàleg
  • Martín Godoy, José Luis (1996). Termodinàmica bàsica per a enginyers : problemes resolts. Barcelona: Edicions UPC. Catàleg

Avaluació i qualificació

Activitats d'avaluació:

Descripció de l'activitat Avaluació de l'activitat %
Pràctiques de laboratori. És obligatòria l'assistència a totes les sessions de laboratori i de simulacions a l'aula d'informàtica. S'han d'elaborar informes de pràctiques de laboratori. 5
Examen parcial 1. Aquest examen es podrà recuperar durant l'horari de l'examen final. 26,5
Examen parcial 2. Aquest examen es podrà recuperar durant l'horari de l'examen final. 26,5
Examen de pràctiques. Aquest examen no admetrà recuperació. 15
Examen parcial 3. L'examen parcial 3 tindrà lloc durant l'horari de l'examen final i no admetrà recuperació.
A més, durant l'horari de l'examen final es faran les recuperacions dels exàmens parcials 1 i 2.
27

Qualificació

La nota final és la mitjana ponderada de les diferents activitats d'avaluació (0,05 x nota dels informes de pràctiques + 0,15 x nota de l'examen de pràctiques + 0,265 x nota de l'examen parcial 1 + 0,265 x nota de l'examen parcial 2 + 0,27 x nota de l'examen parcial 3).

Criteris específics de la nota «No Presentat»:
Constarà com a "no presentat" l'estudiant que no realitzi alguna de les activitats d'avaluació: 1) assistir a totes les pràctiques de laboratori i sessions a l'aula d'informàtica; 2) presentar-se a l'examen de pràctiques; 3) presentar-se als exàmens parcials (1, 2 i 3) o a l'examen que es farà durant l'horari de l'examen final.

Observacions

Es recomana que l'estudiant tingui un contacte permanent amb l'assignatura (assistir a classe i estudiar regularment al llarg del semestre).

Assignatures recomanades

  • Fonaments de física 1
  • Fonaments de física 2
  • Fonaments de matemàtiques 1
  • Fonaments de matemàtiques 2
  • Fonaments de química