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• Edwin Cirilo Chauca

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA QUIMICA

SILABO I. 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

DATOS GENERALES Asignatura Código Condición Pre-requisito N° Horas de classe

1.6 1.7 1.8 1.9 1.10

N° Créditos Ciclo Semestre Acadêmico Duración Profesores del curso

II.

SUMILLA

:TERMODINÁMICA II : FPR32 : Obligatorio : Físico-química II y Termodinâmica I : 06 03 Horas / Semana de Teoría 03 Horas / Semana de Práctica : 04 : VI : 2018-A : 17 Semanas : Mg Policarpo Suero Iquiapaza

La asignatura es de naturaleza teórica –práctica, de carácter obligatorio. Su finalidad es proporcionar al futuro Ingeniero Químico los conocimientos básicos sobre procesos en equilibrio, El desarrollo de la asignatura consta de cinco unidades: I.- UNIDAD DIDÁCTICA: Refrigeración y Licuefacción. II.- UNIDAD DIDÁCTICA: Equilibrio Termodinámico y Potencial Químico III.- UNIDAD DIDÁCTICA: Mezclado Ideal, Ley Raoult y Ley de Henry. IV.- UNIDAD DIDÁCTICA: Mezclado Real, Termodinámica de Soluciones y ELV Comportamiento Real V.- UNIDAD DIDÁCTICA: Equilibrio de las Reacciones Químicas. III.

COMPETENCIAS DE LA ASIGNATURA COMPETENCIA GENERICA Aplica conocimientos de Matemática avanzada y Modelamiento de sistemas en equilibrio líquido vapor de multicomponentes, en la formulación y solución de los problemas actuales y para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías que les permita adaptarse rápidamente a nuevos escenarios y realizar investigación básica especializada para el desarrollo tecnológico. COMPETENCIA DE LA ASIGNATURA Analiza las manifestaciones en procesos de separación en ELV, analiza las reacciones químicas en equilibrio para resolver una variedad de problemas relacionados a los procesos químicos e industriales para lo cual aplica las propiedades de la sustancia pura y las leyes de la termodinámica clásica y utiliza herramientas de la física, química y matemática, adaptándose rápidamente a nuevos escenarios con responsabilidad y poniendo en práctica los principios y valores éticos. CAPACIDADES C1.Conoce definiciones y conceptos fundamentales de la termodinámica C2.Asocia definiciones y conceptos fundamentales de la termodinámica a situaciones reales. C3.Identifica el comportamiento de sistemas heterogéneos en equilibrio ideales y reales C4.Utiliza ecuaciones, diagramas y tablas termodinámicas. C5.Realiza modelamiento a partir de datos experimentales de sistemas en equilibrio.. C6.Comprende el concepto de equilibrio de fases C7.Analiza y resuelve problemas de equilibrio de fases aplicado a procesos de separación. C8.Aplica la termodinámica para la conversión de reacciones químicas. C9.Resuelve y discute problemas relacionados a la termodinámica de los procesos químicos e industriales.

IV. PROGRAMACION DE CONTENIDOS I.- UNIDAD DIDÁCTICA: Definiciones y conceptos fundamentales de la termodinámica CAPACIDADES DE LA UNIDAD DIDÁCTICA: C1.Conoce definiciones y conceptos fundamentales de la termodinámica de sustancia pura. C2.Asocia definiciones y conceptos fundamentales de refrigeración y Licuefacción de gases. CONTENIDO EVALUACIÓN SEM CONCEPTUAL PROCEDIMENTAL ACTITUDINAL INDICADOR DE. LOGRO INSTRUMENTO Sesión Introductorio y análisis Conoce el sílabo de la Recepción y discusión de sílabo Los estudiantes recepcionan el sílabo y Registro de asistencia a la asignatura y los Demuestra conocimientos están conformes con el 90% del exposición del silabo. fundamentos teóricos conceptuales previos al desarrollo de contenido del sílabo. previos al desarrollo de la la asignatura. Los estudiantes responden el 80% de Cuestionario de entrada asignatura. Asiste a clase los ítems relacionados a conocimientos puntualmente, participa previos a la asignatura. . Identificación del campo de activamente, responde Diferencian con claridad el ciclo real Registro de observación aplicación de refrigeración. preguntas de forma con respecto a un ciclo ideal de 1 Ciclo inverso de Carnot. Reconocimiento de sistemas y límites concreta, respeta la refrigeración. Ciclo de refrigeración por en situaciones reales. opinión de los demás Determinan el coeficiente de operación Registro de observación compresión de vapor. Analiza diferentes situaciones del respecto al tema, muestra de un ciclo de refrigeración. Refrigeración en cascada. sistema de refrigeración y actitud crítica frente al Resuelve los problemas de las hojas de licuefacción impacto ambiental práctica utilizando diagramas, tablas y Resumen oral Uso de propiedades termodinámicas generado por el softwares, para establecer estado termodinámico. comportamiento humano Análisis de la interacción entre respecto al mal uso de la energía y la sociedad. energía. Licuefacción de gases. Aplicación de tipología de procesos Registro de asistencia a Relaciona situaciones reales con tipos clase y observación Método de Claude. Método termodinámicos a situaciones reales. de procesos termodinámicos en el de Linde. Problemas. 80% de casos que se le presenten en Registro de observación 2 Utiliza propiedades macroscópicas y licuefacción de gases. microscópicas en estados termodinámicos.

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. II.- UNIDAD DIDÁCTICA: Sistemas Heterogéneos y estados de equilibrio CAPACIDADES DE LA UNIDAD DIDÁCTICA C3.Identifica el comportamiento de sistemas heterogéneos en equilibrio ideales y reales C4.Utiliza ecuaciones, diagramas y tablas termodinámicas. C5. Resuelve y discute problemas relacionados a la termodinámica de los procesos químicos e industriales. CONTENIDO EVALUACIÓN CONCEPTUAL PROCEDIMENTAL ACTITUDINAL INDICADOR DE. LOGRO INSTRUMENTO Equilibrio de fases en Diferencia con claridad entre la Se realiza prueba de entrada sobre sistemas multicomponentes, termodinámica de sustancia pura y la conceptos de sustancia pura y sistemas de Solucionario de comportamiento ideal: El termodinámica de multicomponentes. multicomponentes. problemas de la hoja potencial químico como Reconoce aplicaciones de sistemas Conoce aplicaciones del potencial químico de práctica. criterio de equilibrio de heterogéneos en Ingeniería Química. sistemas heterogéneos. Registro de asistencia a fases. clase y observación Ley de Raoult. Cálculo de puntos de burbuja y rocío. Destilación en equilibrio. Ley de Henry.

Reconoce con claridad la ecuación de equilibrio de fases. Establece la constante de equilibrio de fases para comportamiento ideal. Conoce las limitaciones de las leyes de Rauolt y Henry en el comportamiento ideal. Usa hoja de cálculos para solución de problemas

Equilibrio de fases en sistemas multicomponentes: Comportamiento real. Propiedades parciales. Concepto de fugacidad y coeficiente de fugacidad de sustancia pura

Aplicación diferentes métodos numéricos y gráficos para solución de ecuaciones generalizadas Discriminación del uso de los diferentes métodos y ecuaciones generalizadas de estado de acuerdo a características del fluido de trabajo. Comparación de resultados obtenidos utilizando diferentes métodos y ecuaciones para la misma situación problemática.

Asiste a clase puntualmente, participa activamente, responde preguntas de forma concreta, respeta la opinión de los demás respecto al tema.

Debe dominar el uso de software y hojas de cálculo para la tabulación gráfica de resultados, demuestra uso de herramientas de cálculo como Excel solver.

Resuelve problemas de las hojas de práctica Calcula propiedades de gases reales, utilizando ecuaciones de estado generalizadas para el mezclado en el comportamiento real. Debe dominar el uso de software y hojas de cálculo para la tabulación gráfica de resultados, demuestra uso de herramientas de cálculo como Excel solver.

Intervención oral Registro de asistencia a clase y observación. Práctica asistida con computadora. Compara y evalúa sus resultados de casos.

Resolución de problemas de la hoja de práctica. Registro de Intervención oral Registro de asistencia a clase y observación

III.- UNIDAD DIDÁCTICA: Propiedades Residuales y propiedades de Exceso CAPACIDADES DE LA UNIDAD DIDÁCTICA: . C5.Realiza modelamiento a partir de datos experimentales de sistemas en equilibrio.. CONTENIDO EVALUACIÓN SEM CONCEPTUAL PROCEDIMENTAL ACTITUDINAL INDICADOR DELOGRO INSTRUMENTO Mezclado real. Aplicación diferentes métodos numéricos y Resuelve problemas de las hojas de Propiedades Molares gráficos para solución de ecuaciones práctica Calcula propiedades de gases parciales. Fugacidad generalizadas reales, utilizando ecuaciones de y coeficiente de Discriminación del uso de los diferentes estado generalizadas para el mezclado Resolución de problemas fugacidad en una métodos y ecuaciones generalizadas de estado en el comportamiento real. de la hoja de práctica 6 mezcla real. de acuerdo a características del fluido de Debe dominar el uso de software y Asiste a clase Registro de Intervención trabajo. hojas de cálculo para la tabulación puntualmente, oral Comparación de resultados obtenidos gráfica de resultados, demuestra uso participa utilizando diferentes métodos y ecuaciones de herramientas de cálculo como activamente, para la misma situación problemática. responde preguntas Excel solver. de forma concreta, 7 Define las propiedades de exceso.. respeta la opinión de Debe demostrar el uso de Caracteriza las sustancias de una mezcla para los demás respecto herramientas, matemáticos y Propiedades de modelar adecuadamente. al tema, muestra estadísticos para el modelamiento a Exceso. Algunos Resolución de problemas Utiliza modelos que representan el actitud crítica frente partir de datos experimentales. modelos que de la hoja de práctica. comportamiento de sistemas en equilibrio en la al impacto ambiental Capacitado para realizar trabajos en representan la fase Registro de Intervención fase líquida, realiza modelamiento a partir de generado por el equipo. líquida. oral datos experimentales para predecir el comportamiento comportamiento en la fase líquida. humano respecto al uso de la energía. 8 Resuelve los problemas del examen escrito sobre los ítems desarrollados hasta esta evaluación, sobre los casos Examen escrito EVALUACIÓN PARCIAL de refrigeración y licuefacción y mezclado ideal y real.

IV.- UNIDAD DIDÁCTICA: Equilibrio de fases en comportamiento real.

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CAPACIDADES DE LA UNIDAD DIDÁCTICA: C6. Comprende el concepto de equilibrio de fases en el comportamiento real C7.Utiliza las modelos que representan la fase líquida C8.Resuelve y discute problemas relacionados en procesos de separación usando modelos de fase vapor y líquida. CONTENIDO EVALUACIÓN CONCEPTUAL PROCEDIMENTAL ACTITUDINAL INDICADOR DE. LOGRO INSTRUMENTO Equilibrio de fases a presiones Prueba de entrada sobre diagrama Asiste a clases bajas y moderadas. Naturaleza de fases conocimiento de modelos Define la constante de equilibrio de puntualmente es del equilibrio. Comportamiento termodinámicos. fases. crítico y de las fases para sistemas Identifica y compara los modelos analítico, asume liquido-vapor. Ecuaciones para que representan la fase líquida. responsabilidad el cálculo de coeficiente de Selecciona los modelos adecuados en trabajos en actividad: Van Laar, Wilson y para cada tipo de mezclas en ELV. equipo, muestra NRTL. liderazgo.

10 Ecuaciones para el cálculo de coeficiente de actividad: Van Laar, Wilson y NRTL.

Identifica y compara los modelos que representan la fase líquida. Selecciona los modelos adecuados para cada tipo de mezclas en ELV

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Asiste a clases puntualmente es crítico y analítico, asume responsabilidad en trabajos en equipo, muestra liderazgo. Asiste a clases puntualmente es crítico y analítico, asume responsabilidad en trabajos en equipo, muestra liderazgo.

Modelos de coeficientes de actividad: UNIQUAC y UNIFAC. Aplicaciones al cálculo de puntos de burbuja y rocío..

Identifica y compara los modelos que representan la fase líquida. Selecciona los modelos adecuados para cada tipo de mezclas en ELV

Aplicaciones de comportamiento real en ELV en procesos de separación.

Realiza cálculos de equilibrio líquido vapor usando los modelos. Utiliza herramientas como hoja de cálculo para obtener resultados adecuados en ELV.

Asiste a clases puntualmente es crítico y analítico.

Determinación de la constante

Aplica los modelos en operaciones

Asiste a clases

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Debe dominar el uso de software y hojas de cálculo para la tabulación gráfica de resultados, demuestra uso de herramientas de cálculo como Excel solver.

Debe dominar el uso de software y hojas de cálculo para la tabulación gráfica de resultados, demuestra uso de herramientas de cálculo como Excel solver.

Resuelve problemas de las hojas de práctica Calcula propiedades de gases reales, utilizando ecuaciones de estado generalizadas para el mezclado en el comportamiento real. Utiliza el diagrama de DPriester en

de equilibrio de fases a partir de correlaciones Generalizadas. Diagrama de D’Priester.

de separación como destilación en equilibrio.

puntualmente es crítico y analítico, asume responsabilidad en trabajos en equipo, muestra liderazgo.

la resolución de problemas prácticos de equilibrio de fases y procesos de separación.

V.- UNIDAD DIDÁCTICA: Equilibrio de las reacciones químicas.

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CAPACIDADES DE LA UNIDAD DIDÁCTICA: C8.Aplica la termodinámica de las reacciones químicas C9.Resuelve y discute problemas relacionados al equilibrio de reacciones químicas. CONTENIDO EVALUACIÓN CONCEPTUAL PROCEDIMENTAL ACTITUDINAL INDICADOR DE. LOGRO Equilibrio de reacciones Análisis de equilibrio en las Asiste a clases Prueba de entrada sobre las reacciones químicas y equilibrio químicas. Condición de reacciones químicas para diseño puntualmente es de las reacciones químicas, constante de equilibrio, equilibrio. Coordenada de en procesos industriales en crítico y conocimiento sobre las factores que determinan viable una una reacción química. diferentes fases. analítico, asume reacción química. Reacciones homogéneas responsabilidad y heterogéneas. en trabajos en equipo, muestra liderazgo. Constante de equilibrio. Análisis de equilibrio en las Demuestra y analiza situaciones que se presentan procesos Asiste a clases Dependencia de la reacciones químicas para diseño industriales con reacciones químicas. puntualmente es constante de equilibrio en procesos industriales en crítico y con la temperatura, diferentes fases. analítico, asume presión y el coeficiente responsabilidad estequiométrico. en trabajos en Reacciones simple y equipo. múltiple. Resuelve los problemas del examen escrito del procedimiento utilizado. EVALUACIÓN FINAL EVALUACIÓN SUSTITUTORIA

Resuelve los problemas del examen escrito el detalle y

INSTRUMENTO

Examen escrito Examen escrito

justificación del procedimiento utilizado.

V.

ESTRATEGIAS METODOLOGICAS Las sesiones de clase se desarrollaran buscando la participación activa de los estudiantes, por lo que se utilizarán como estrategias didácticas: clase magistral, trabajo en talleres para la solución de problemas, exposiciones y panel de discusión, preguntas dirigidas, Con respecto a los valores como ejes transversales serán considerados: la asistencia puntual a clase, respeto a la opiniones de sus compañeros respecto al tema, actitud crítica con respecto al uso de la energía y su interacción con el medio ambiente y sociedad, procedimiento ordenado, detallado y argumentado en el desarrollo de los problemas que se le plantee.

VI.

MATERIALES EDUCATIVOS Y OTROS RECURSOS Se usaran los siguientes materiales: separatas, libros, tablas y diagramas termodinámicas. EQUIPOS: multimedia y calculadoras científicas.

VII.

EVALUACIÓN Las sesiones de clase se desarrollaran buscando la participación activa de los estudiantes, los que serán permanentemente evaluados considerando los indicadores de logro e instrumentos señalados para cada unidad.  La evaluación es continua y de acuerdo al indicador de logro en las unidades didácticas lo que es verificado mediante prácticas calificadas, el examen parcial y final.  Los talleres se evaluarán mediante solución de problemas de hojas de práctica y registro de observaciones durante los paneles de discusión.  Con respecto a la investigación formativa en algunas sesiones se propondrán lecturas relacionadas a los temas desarrollados en clase lo que se evaluará mediante exposiciones orales del análisis de las mismas.  La evaluación del aspecto actitudinal será realizado mediante registro de asistencia y de observación.  Para aprobar la asignatura, el estudiante deberá obtener el promedio final de 10.5 mediante la fórmula: 𝑷𝒓𝒐𝒎𝒆𝒅𝒊𝒐 𝑭𝒊𝒏𝒂𝒍 =

𝑬𝑷 + 𝑬𝑭 + 𝑷𝑻 + 𝑷𝑷 𝟒

EP: Examen Parcial EF: Examen Final IF: Promedio de trabajos de investigación. PP: Promedio de Prácticas calificadas y talleres.

VIII.

BIBLIOGRAFIA

El texto base para el curso de termodinámica es: Smith y Van Ness. INTRODUCCIÓN A LA TERMODINÁMICA EN INGENIERIA QUÍMICA. Edit. McGraw Hill; 7ma edición; México 2007. Otros textos de consulta 1.

Balzhizer R y otros. TERMODINÁMICA QUÍMICA PARA INGENIEROS. PHH Edit. Prentice Hall; Madrid 1980

2.

Cengel Y. y Boles M.. TERMODINÁMICA. 5ta Edicion. Edit. McGraw Hill; México 2006.

3.

Kyle B.G: CHEMICAL AND PROCESS THERMODYNAMICS. Edit. Prentice Hall Englewood Cliffs; 2da edición; New Jersey 1989.

4.

Michael Robert C. Reid. THERMODIMAMICS AND ITS APLICATION Hall Inc; 1ra Edicion; New Jersey 1974

Edit Prentice

5.

Prausnitz J.M y Lichtenthaler R. N. TERMODINAMICA MOLECULAR DE LOS EQUILIBRIO DE FASES. Tercera Edición. Prentice Hall Iberia. Madrid 2000

6.

Stanley I. Sandler. TERMODINAMICA QUIMICA PARA INGENIEROS. Editorial Prentice Hall Interamericana S.A. Bogotá 1981.

7.

Van Wylen Gordon y otros. FUNDAMENTOS DE TERMODINAMICA. Editorial Limusa; México 2000