Syllabus

ASF-1009 ELEMENTOS DE TERMODINÁMICA

IA. GERARDO ISAIAS PAT AKE

gpatake@itescam.edu.mx

Semestre Horas Teoría Horas Práctica Créditos Clasificación
2 3 2 5

Prerrequisitos
El alumno debe tener experiencias previas sobre el comportamiento de variables con una representación gráfica y una representación analítica; obtener a partir de uno, cualquiera de los tres, los otros dos. (Concepto de función); y debe Identificar, en una gráfica, intervalos de crecimiento y decrecimiento, así como de velocidades de variación.Interpretación de gráficas y concepto de (derivada)

Competencias Atributos de Ingeniería
Realiza balances de energía e identifica y corrige usos no eficientes de la misma.   Identificar, formular y resolver problemas de ingeniería aplicando los principios de las ciencias básicas e ingeniería
Reconoce manifestaciones de las leyes de la termodinámica.   Aplicar, analizar y sintetizar procesos de diseño de ingeniería que resulten en proyectos que cumplen las necesidades específicas
Explica, con base en variables termodinámicas, el comportamiento de gases, líquidos y soluciones que intervienen en los fenómenos involucrados en los procesos de producción agrícola.   Identificar, formular y resolver problemas de ingeniería aplicando los principios de las ciencias básicas e ingeniería
Aplica los conocimientos adquiridos al análisis de situaciones reales de la práctica agronómica.   Aplicar, analizar y sintetizar procesos de diseño de ingeniería que resulten en proyectos que cumplen las necesidades específicas

Normatividad
*1.- El pase de lista se realizará 20 minutos después de haber iniciado la sesión, al finalizar la sesión o en un tiempo libre se pedirá retardo (si se cree conveniente el caso). *2.- No se entrara al salón después de los 40 minutos de haber iniciado la sesión. *3.- No se entrara con comida al salón. *4.- No entraran con gorra o con una presentación no formal al salón. *5.- Se expulsara del salón de clase aquel alumno que no esté prestando atención al maestro o a los alumnos que expongan o participen en clases. *6.- Para ir al baño no se necesita pedir permiso solo se levantaran sin interrumpir al maestro o a los alumnos. *7.-La formación de equipos lo realizara el maestro. 8.- La entrega de trabajos (equipos, documentales, individuales, exposiciones, bitácoras, reporte de prácticas, mapas, cuestionarios, carpeta de evidencias, entre otras cosas) se harán en fecha y forma que el maestro indique, no se aceptaran trabajos antes o después de la fecha dicha. 9.- No se permitirán computadoras móviles en el salón a menos que se requiera para la clase. PARA LABORATORIO. 1.- La entrada al laboratorio será puntual con un mínimo de 5 minutos de retraso, después no se dejara entrar a nadie. 2.- Deberán cumplir las reglas según la institución (porte de la bata, zapatos, cabello, entre otras cosas). 3.- Aquel alumno que se le sorprenda echando relajo se le llamara la atención y si es grave el asunto se expulsara del laboratorio y el maestro dirá cuando vuelve a entrar. 3.- No se introducirá alimentos al menos lo solicite la práctica. 4.- Es obligación del alumno pedírselo al maestro si este no se los da antes de la práctica.

Materiales
1.- Se utilizara una libreta de cuadros profecional. 2.- Calculadora cientifica. 3.- Regla. 4.- Carpeta de evidencias. 5.- Hojas blancas, lapiz, boligrafos azul y negro

Bibliografía disponible en el Itescam
Título
Autor
Editorial
Edición/Año
Ejemplares
Termodinámica /
Cengel, Yunus A.
McGraw-Hill Interamericana,
5a. / 2006.
3
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Termodinámica /
Cengel, Yunus A.
McGraw-Hill Interamericana,
5a. / 2006.
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Termodinámica /
Cengel, Yunus A.
McGraw-Hill Interamericana,
5a. / 2006.
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Termodinámica /
Cengel, Yunus A.
McGraw-Hill Interamericana,
5a. / 2006.
3
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Termodinámica /
Cengel, Yunus A.
McGraw-Hill Interamericana,
5a. / 2006.
3
-
Introducción a la termodinámica en ingeniería química /
Smith, J. M.
McGraw-Hill,
5a. / 1997.
1
-

Parámetros de Examen
PARCIAL 1 De la actividad 1.1.1 a la actividad 1.2.7
PARCIAL 2 De la actividad 2.1.1 a la actividad 3.1.1

Contenido (Unidad / Competencia / Actividad / Material de Aprendizaje)
1. Leyes de la Termodinámica
          1.1. Realiza balances de energía e identifica y corrige usos no eficientes de la misma.
                   1.1.1. Discutir sobre el resultado de poner en contacto cuerpos de distinta temperatura. Con base en esta discusión formalizar la ley cero de la termodinámica y, a partir de la ley, definir temperatura.
                          
                           https://www.tendencias21.net/La-relacion-con-el-entorno-es-la-base-de-los-sistemas-complejos_a1151.html
                          
                   1.1.2. Investigar con qué base han sido definidas las escalas de temperatura y, a partir del análisis comparativo de las mismas, elaborar las fórmulas de conversión de unas escalas a otras.
                           https://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0265-04/escalas.htm
                          
                   1.1.3. Investigar la relación entre los conceptos: energía interna, calor y temperatura, discutir la relación e identificar esos conceptos en el fenómeno de la primera actividad y otras similares.
                           http://legacy.spitzer.caltech.edu/espanol/edu/thermal/differ_sp_06sep01.html
                          
                   1.1.4. Analizar sistemas de su entorno desde un punto de vista energético. Concretar ese análisis en balances de energía.
                           https://www.tendencias21.net/La-relacion-con-el-entorno-es-la-base-de-los-sistemas-complejos_a1151.html
                           https://www.sdnhm.org/oceanoasis/teachersguide/activity4-sp.html
                          
                   1.1.5. Discutir sobre las implicaciones de considerar o no las pérdidas de energía en el análisis de un sistema con base en la primera ley de la termodinámica.
                           http://www3.fi.mdp.edu.ar/procesosindustriales1/archivos/Balance%20de%20energia.pdf
                           https://www.vix.com/es/btg/curiosidades/4383/la-primera-ley-de-la-termodinamica
                          
                   1.1.6. Reflexionar sobre la sensación de asir un recipiente metálico en el que se ha vaciado un líquido hirviente, a partir de esto formalizar el mecanismo de conducción.
                           http://www.unsam.edu.ar/profesores/jorgerubinstein/Transmision%20de%20calor.pdf
                           https://www.lifeder.com/corrientes-de-conveccion/
                          
                   1.1.7. Registrar la variación de la temperatura de un objeto que desde una temperatura inicial pasa a la temperatura ambiente. Con base en esos registros, formalizar la ley del enfriamiento de Newton.
                           http://ciencia-basica-experimental.net/newton.htm
                           http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/otros/enfriamiento/enfriamiento.htm
                          
                   1.1.8. Calentar un recipiente con agua y colorante (sin agitación previa) para observar las corrientes de convección.
                           https://www.lifeder.com/corrientes-de-conveccion/
                           http://roble.pntic.mec.es/afep0032/movimientoplacas.html#corrientesconveccion
                          
                   1.1.9. Investigar en qué aspectos de la actividad agronómica tienen relevancia las corrientes de convección.
                          
          1.2. Reconoce manifestaciones de las leyes de la termodinámica.
                   1.2.1. Interponer, en la trayectoria de un rayo de sol, o la flama de una vela una lámina de vidrio, un libro, la mano. Colocar el vidrio frente a una fuente de radiación oscura. Con base en elcomportamiento del vidrio, formalizar el mecanismo de transm
                           https://fq-experimentos.blogspot.com/2009/07/difusion-de-tinta-en-agua-y-teoria.html
                          
                   1.2.2. Identificar la forma predominante de transmisión de calor, así como las secundarias, si se dan, en distintas situaciones, por ejemplo, en un invernadero u otras instalaciones agrícolas.
                           https://www.pthorticulture.com/es/centro-de-formacion/sugerencias-sobre-la-calefaccion-del-invernadero-y-la-conservacion-de-la-energia-parte-1-ubicacion-y-diseno-del-invernadero/
                           https://descubrelaenergia.fundaciondescubre.es/2013/09/11/que-es-la-energia-electromagnetica/
                           https://www.hortalizas.com/horticultura-protegida/invernadero/evita-que-se-sobrecaliente-tu-invernadero/
                          
                   1.2.3. Afinar los balances de energía hechos antes, incorporando lo aprendido en las últimas actividades. Analizar otros sistemas con el mismo propósito.
                           http://www3.fi.mdp.edu.ar/procesosindustriales1/archivos/Balance%20de%20energia.pdf
                          
                   1.2.4. Investigar el concepto: degradación de la energía y reflexionar qué precisión podría hacer éste a la primera ley.
                           http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/energia/transformaciones.htm?3&0
                           http://www.iesdmjac.educa.aragon.es/departamentos/fq/temasweb/FQ2ESO/FQ2ESO%20Tema%203%20La%20energia/13_la_energa_se_degrada.html
                           http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/energia/degradacion.htm?3&2
                          
                   1.2.5. Reflexionar sobre la relación entre la segunda ley y la necesidad de hacer un uso eficiente de la energía.
                           https://www.hortalizas.com/horticultura-protegida/invernadero/evita-que-se-sobrecaliente-tu-invernadero/
                           http://www.fis.puc.cl/~jalfaro/fis1523/clases/11%20Segunda%20Ley.pdf
                           http://www.cie.unam.mx/~ojs/pub/Modulos/Modulo3.pdf
                          
                   1.2.6. Parafrasear los enunciados de las leyes primera y segunda, comparándolos en términos de delimitar su ámbito de aplicación.
                           https://solar-energia.net/termodinamica/leyes-de-la-termodinamica
                           http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/thermo/firlaw.html
                          
                   1.2.7. Comparar los enunciados de la ley cero y de la tercera ley de la termodinámica, distinguiendo similitudes entre ambas.
                           https://www.fisic.ch/contenidos/termodin%C3%A1mica/calor-y-temperatura/
                           https://es.khanacademy.org/science/biology/energy-and-enzymes/the-laws-of-thermodynamics/a/the-laws-of-thermodynamics
                           https://www.google.com/search?rlz=1C2CHBD_esMX839MX839&ei=H0GtXLeUC46ksAWZ36aIBA&q=tercera+ley+de+la+termodinamica&oq=tercera+ley+de+la+termodinamica&gs_l=psy-ab.3..0i71l8.13968.13968..14177...0.0..0.0.0.......0....1..gws-wiz.DSaVZGdxTCE
                           http://sgpwe.izt.uam.mx/pages/cbi/mvr/uueeaa/material_adicional/cap_5_3aLey.ppt
                          
2. Propiedades de la materia
          2.1. Explica, con base en variables termodinámicas, el comportamiento de gases, líquidos y soluciones que intervienen en los fenómenos involucrados en los procesos de producción agrícola.
                   2.1.1. Investigar qué caracteriza a cada uno de los cuatro principales estados de agregación de la materia. Discutir y formalizar grupalmente lo investigado.
                           https://www.taringa.net/+ciencia_educacion/los-cuatro-estados-de-la-materia_12ntms
                          
                   2.1.2. Realizar experimentos que permitan la reflexión sobre el concepto de presión, como los descritos en la práctica 3 sugerida. A partir de contrastar las predicciones de lo que sucederá y el registro de las observaciones formalizar el concepto de pre
                           https://concepto.de/presion-2/
                          
                   2.1.3. Continuando con el análisis de los dos últimos experimentos propuestos en la práctica 3 u otros similares, comenzar el estudio de las leyes de los gases.
                           https://www.fisic.ch/contenidos/termodin%C3%A1mica/ley-de-los-gases-ideales/
                          
                   2.1.4. Reconocer la función matemática a la que se ajusta cada una de las leyes de los gases.
                          
                          
                   2.1.5. Comparar el ambiente en un cuarto de baño al correr agua fría, caliente o muy caliente. Relacionar este fenómeno con lo que sucede al cabo de pocos días de dejar la misma pequeña cantidad de agua en un vidrio de reloj y en un tubo de ensayo. Forma
                          
                   2.1.6. Exponer al sol dos recipientes, uno lleno con tierra y otro con agua, registrar la variación de temperatura en ambos. Llevar los recipientes a la sombra y registrar de nuevo. Formalizar, con base en estos registros, el concepto de calor específico
                           https://concepto.de/calor-especifico/
                          
                   2.1.7. Calentar agua, registrando, con la mayor precisión posible, lo observado durante el proceso. Formalizar, con base en el comportamiento registrado los conceptos: calor sensible y calor latente. Investigar y discutir qué efecto produce a nivel molec
                           https://tuaireacondicionado.net/calor-sensible-y-calor-latente/
                          
                   2.1.8. Analizar la relación entre el cambio de fase del agua calentada y el efecto de enfriamiento producido por la evapotranspiración.
                           http://www.sems.gob.mx/work/models/sems/Resource/12179/8/images/cambios-fusion-ebullicion-agua.pdf
                          
                   2.1.9. Verter agua hirviendo en una botella de vidrio Pyrex, sellarla y vaciar agua fría sobre ella.
                           https://es.quora.com/Por-qu%C3%A9-se-rompe-un-vaso-fr%C3%ADo-al-entrar-en-contacto-con-agua-caliente
                          
                   2.1.10. Formalizar a partir de lo observado, el concepto presión de trabajo y su relación con la presión de vapor en una transición de fase, así como la dependencia entre la temperatura de ebullición y la presión de vapor.
                           https://www.ecured.cu/Presi%C3%B3n_de_vapor
                          
                   2.1.11. Investigar y discutir la relación entre calor y entalpía.
                           https://es.scribd.com/doc/66838747/Relacion-Entre-Calor-y-Entalpia
                           https://conceptodefinicion.de/entalpia/
                          
                   2.1.12. Calentar varias soluciones distintas con el mismo soluto en agua y registrar en cada caso la temperatura a la que se consigue la ebullición.
                           https://espaciociencia.com/punto-de-ebullicion/
                          
                   2.1.13. Identificar las relaciones entre las variables
                          
3. Proyecto de aplicación
          3.1. Aplica los conocimientos adquiridos al análisis de situaciones reales de la práctica agronómica.
                   3.1.1. Elaborar por equipo, en una instalación agronómica, un proyecto que tenga como base un análisis termodinámico y lleve a una mejora del proceso estudiado o al entendimiento de una problemática existente.
                           http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362017000100007
                          

Prácticas de Laboratorio (20222023P)
Fecha
Hora
Grupo
Aula
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Grupo Actividad Fecha Carrera

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