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Programa de la asignatura:

Termodinámica 1

U1

Conceptos y propiedades termodinámicas

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Conceptos y propiedades termodinámicas Actividades

Conceptos y propiedades termodinámicas Actividades

Térmico. Retomado de https://www.flickr.com

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Índice

Actividades .................................................................................................... 4 Actividad 1. Caracterizando sistemas termodinámicos ............................... 5 Actividad 2. Aplicación de modelos termodinámicos ................................... 6 Evidencia de aprendizaje. Escalando el Popo: Planteamiento del problema termodinámico ............................................................................................. 9 Autorreflexiones......................................................................................... 12

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Actividades

16 al 30 de septiembre de 2018

25 de septiembre de 2018

3 de octubre de 2018

4 de octubre de 2018

Fecha Límite de entrega Unidad 1

5 Octubre 2018

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Actividad 1. Caracterizando sistemas termodinámicos

Actividad colaborativa Introducción Bienvenido a la primera actividad de la Unidad 1, la cual consiste en exponer y ejemplificar parte de las propiedades termodinámicas que deberás revisar con antelación a la actividad. Instrucciones 1. Elabora una exposición en la cual expliques y ejemplifiques:        

El concepto de Ley Cero de la Termodinámica. Sistemas Termodinámico Abierto y Sistemas Termodinámicos Cerrados, junto con tres ejemplos de cada sistema. El concepto de temperatura. Temperatura absoluta. Ley de Boyle. Ley de Charles. Ley de Gay Lussac. Ley de los Gases Ideales.

2. Inventa una nueva escala de temperatura, describe como lo harías y cuál es su equivalencia en Celsius y Fahrenheit. 3. Ilustra y ejemplifica tu actividad. Nota: recuerda una exposición no debe de estar saturadas de texto, de igual manera recuerda no copiar y pegar textos, si recurres a textos puedes utilizar no más de un párrafo y considera que debes citarlo con el formato APA y si usas imágenes de internet, indica de donde la tomas (pie de imagen o pie de foto). 4. Retroalimenten de forma respetuosa y clara a sus compañeros(as), para enriquecer su proyecto, recuerden que se necesita la participación de los integrantes del grupo para que se refleje en su evaluación.

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Actividad 2. Aplicación de modelos termodinámicos

Actividad individual Introducción Bienvenido a la segunda actividad de la Unidad 1. En el texto explican los diagramas Pv, PT y PvT, pero no explican las tablas de propiedades de las sustancias. Estas tablas normalmente se encuentran en casi todos los libros de termodinámica, y contienen los datos con los que se pueden elaborar los diagramas antes mencionados. En estos diagramas puedes conocer la temperatura, el volumen y la presión de una sustancia, energía interna, entalpia y entropía, algunos de estos conceptos se estudiarán en otras unidades otros son necesarios que los conozcas (revisa el foro de dudas herramientas). Te sugiero leer a detalle el capítulo 3 del libro de Termodinámica de Yunus, en ese mismo libro al final también están las tablas que vamos a estar utilizando durante todo el curso, (todos los libros de termodinámica explican estos conceptos y tienen las tablas, por lo tanto, puedes escoger cualquier otro), investiga en internet más información si es necesaria. Instrucciones 1. Explica los siguientes términos e incluye un ejemplo, recuerda ilustrar.          

Liquido saturado Liquido comprimido o subenfriado Vapor saturado Vapor sobrecalentado Punto critico Mezcla liquido vapor Calidad del vapor Presión Atmosférica Presión manométrica Presión Absoluta

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2. Completa la siguiente tabla para agua e indica los puntos de la tabla en los diagramas PV y PT. T (°C) E 1 2 3 4 5

45 45 600

P (kPa) 9.5953

1,800 100

v (m3/kg) 15.251 1.6720 0.14025 0.07076 1.6959

Descripción de fase Vapor saturado Liquido saturado

Vapor sobrecalentado

3. Completa la siguiente para el refrigerante 134 e indica los puntos de la tabla en los diagramas PV y PT. T (°C) 1 2 3 4 5

P (kPa) 144.69

V (m3/kg)

414.89

0.049403 0.11205

0

-10

Descripción de fase Liquido saturado Vapor saturado Vapor sobrecalentado

180

4. Resuelve los siguientes problemas:  Un gas ocupa un volumen de 40 m3 a una temperatura de 26 °C, si la temperatura disminuye a 0 °C manteniendo la presión constante. Calcula el volumen del gas. Representa en gráficas PV y PT el proceso.  Se tiene un gas en un proceso isotérmico con un volumen de 4,000 litros, si la presión del gas cambia de 3 atm a 9 atm. Calcula el volumen final. Representa en una gráfica el proceso.  En un tanque indeformable de 70 litros de volumen, se tiene un gas con una temperatura de 25 grados centígrados y el manómetro marca 6 atm. ¿Cuánto vale la presión si la temperatura aumenta a 50 °C? Representa en una gráfica el proceso.  Un gas ocupa un volumen de 20 m3, tiene una temperatura de 40 °C y una presión absoluta de 10 atmosferas. Si la presión absoluta aumenta hasta 30 atm, y su temperatura sube a 150°C. ¿Cuánto vale el volumen final?

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5. Resuelve los siguientes ejercicios, (investiga la teoría cinética de los gases, la energía cinética, la ecuación de la energía cinética en función de la temperatura, el valor de la constante de Bolztmann).  En un tanque cilíndrico donde su altura es el triple de su diámetro, se tienen 8 libras de nitrógeno N2 a una presión manométrica de 80 lb/pulg2 y una temperatura 80°F, esto ubicado a nivel del mar. Calcula: a) La altura y el diámetro del tanque. b) ¿Cuál es la temperatura del gas si se eleva la presión a 120 lb/pulg2?  La habitación de un departamento en Cancún está llena de aire el cual está formado por los siguientes gases, O2, CO2, H2O, N2, y H2. Si la temperatura es del aire dentro de la habitación es uniforme. Responde lo siguiente: a) ¿Qué gas tiene moléculas con mayor energía cinética media? b) Ordene los gases en una lista según sus velocidades medias en orden creciente.  Calcula la velocidad media de los átomos de dos kilogramos de O2 a una temperatura de 30°C. 6. Concentra todos los ejercicios resueltos en un solo documento. 7. Verifica la fecha de entrega y los requisitos mínimos a cubrir con la finalidad de que te organices y cumplas en tiempo y forma con tu actividad. 8. Considera los siguientes criterios de evaluación: Criterio Puntaje Presenta la solución, procedimientos y 80% resultados de los ejercicios. Presentación de la actividad con uso de 10% editor de ecuaciones. Envío en formato solicitado y nomenclatura. 10% Total 100% 9. Guarda tu actividad con la nomenclatura ETER1_U1_A2_XXYZ. 10. Envía tu actividad y espera las observaciones de tu docente en línea, de ser necesario ajusta lo que te indique. *Recuerda que tu documento no deberá pesar más de 5 MB.

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Evidencia de aprendizaje. Escalando el Popo: Planteamiento del problema termodinámico

Actividad individual Introducción Bienvenido a la actividad Evidencia de aprendizaje de la Unidad 1. Escalando el Popo. Instrucciones 1. Resuelve los siguientes ejercicios:  ¿A qué temperatura hierve el agua en? Condición

Temp. °C

Temp. °F

Temp. Tu escala

Cima del Popocatépetl Cima del Everest CDMX 2 Atm 5 Atm  ¿Cuál es la diferencia entre liquido saturado y? Vapor con una calidad de X=0.5 Vapor saturado Vapor Sobrecalentado

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 ¿A qué presión hierve el agua si la temperatura de ebullición es de? Temperatura

Presión kPa

Presión Atm

Presión mmHg

-10°C 0°C 10°C 100°C 300°C  ¿Cuánto vale la temperatura del vapor de_______ si tienes los siguientes datos? Sustancia

Presión

Agua Agua Agua 134a 134a

1 Atm 2 Atm 300 kPa 500 kPa 1 200 kPa

Volumen m3/kg 5.41 2.013 1.65 0.05805 0.017201

Temperatura °C

 Una botella de 3 ft3 contiene bióxido de carbono, una presión absoluta de 250 psig y una temperatura de 120°F. Calcula la masa del gas.  En un lago a 30 metros de profundidad se tiene una burbuja de 2.5 cm3 de volumen, la burbuja sube hasta llegar a la superficie del lago donde se tiene una presión atmosférica de 1 Atm la temperatura del lago es la misma en todo el lago: a) ¿Cuál es la presión del gas en la burbuja a 30 metros de profundidad? b) ¿Qué Ley de los gases vistos en la unidad explica que proceso consideras que es? c) ¿Cuál es el volumen de la burbuja en la superficie?  Un tanque de 30 litros contiene nitrógeno diatómico a 20°C y a 3 atm, si se abre la válvula de control hasta que la presión en el tanque disminuye a 2.4 atm. ¿Calcula cuanto gas escapo en gramos? 3. Concentra tu actividad con los ejercicios del punto anterior en un solo documento. 4. Considera los siguientes criterios de evaluación:

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Criterio Puntaje Presenta la solución, procedimientos y 80% resultados de los ejercicios. Presentación de la actividad con uso de 10% editor de ecuaciones. Envío en formato solicitado y nomenclatura. 10% Total 100% 5. Guarda tu actividad con la nomenclatura ETER1_U1_EA_XXYZ. 6. Envía tu actividad y espera las observaciones de tu docente en línea, de ser necesario ajusta lo que te indique. *Recuerda que tu documento no deberá pesar más de 5 MB.

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Actividades

Autorreflexiones

Actividad individual Introducción Bienvenido a la actividad Autorreflexiones de la Unidad 1. Conceptos y propiedades termodinámicas, en esta actividad responderás una serie de preguntas. Instrucciones 1. Responde lo siguiente:    

¿Qué contenidos me fueron más significativos? ¿Qué aportó la elaboración de la evidencia a mi aprendizaje? ¿Qué aprendí en esta unidad? ¿Cómo fue mi aprendizaje?

2. Guarda tu actividad con la nomenclatura ETER1_U1_ATR_XXYZ. 3.

Envía tu actividad.

*Recuerda que tu documento no deberá pesar más de 5 MB.

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