Dades generals

Curs acadèmic:
2019
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 isocors, isobàrics, isotèrmics i adiabàtics

          2.10. Entalpia

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

          2.12. 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 ideals

          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. Entropia

          5.4. Variació d’entropia d’un gas ideal

          5.5. Plantejament matemàtic de la segona llei de la Termodinàmica

          5.6. Balanç d’entropia per a sistemes oberts

          5.7. Càlcul del treball ideal

          5.8. Treball perdut

          5.9. 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. Simulador d'un compressor isotèrmic

          9.6. Simulador d'un cicle de potència regeneratiu

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 5 0 5
Resolució d'exercicis 12,5 43 55,5
Total 52 73 125

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. És obligatori presentar-se a l'examen.
Aquest examen no admet recuperació.
25
Examen de pràctiques. És obligatori presentar-se a l'examen.
Aquest examen no admet recuperació.
15
Examen final. Per poder presentar-se a l'examen final, és necessari haver realitzat la resta d'activitats d'avaluació prèvies.
Aquest examen és obligatori i no admet recuperació.
55

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 + 0,25 x nota de l'examen parcial + 0,55 x nota de l'examen final.

Criteris específics de la nota «No Presentat»:
Constarà com a "no presentat" l'estudiant que no realitzi alguna de les activitats d'avaluació següents: 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 a l'examen parcial; 4) presentar-se a 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