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Fichas de asignaturas 2013-14


TERMODINÁMICA

Asignaturas
 

  Código Nombre    
Asignatura 21716015 TERMODINÁMICA Créditos Teóricos 3
Título 21716 GRADO EN INGENIERÍA AEROESPACIAL Créditos Prácticos 3
Curso   2 Tipo Obligatoria
Créd. ECTS   6    
Departamento C147 MAQUINAS Y MOTORES TERMICOS    

 

Si desea visionar el/los fichero/s referente/s al cronograma sobre el número de horas de los estudiantes pulse sobre su nombre:

 

Requisitos previos

Haber superado las materias correspondientes a las competencias de Formación
Básica de Física y Matemáticas , citadas en las correspondientes competencias
básicas:

Competencias Básicas
CB01 a CB05 (Todas las indicadas en la Memoria del Título de Grado en Ingeniería
Aeroespacial v3.1_d, Capítulo 3).

 

Recomendaciones

Se recomienda al alumno la asistencia a clases de teoría y problemas, y el
estudio continuo de la asignatura.

 

Profesorado

Nombre Apellido 1 Apellido 2 C.C.E. Coordinador  
Pilar María Amaya Gallego N
FRANCISCO JOSE SANCHEZ DE LA FLOR S

 

Competencias

Se relacionan aquí las competencias de la materia/módulo o título al que pertenece la asignatura, entre las que el profesorado podrá indicar las relacionadas con la asignatura.

Identificador Competencia Tipo
C02 Comprender los ciclos termodinámicos generadores de potencia mecánica y empuje ESPECÍFICA
C10 Conocimiento adecuado y aplicado a la Ingeniería de: Los conceptos y las leyes que gobiernan los procesos de transferencia de energía, el movimiento de los fluidos, los mecanismos de transmisión de calor y el cambio de materia y su papel en el análisis de los principales sistemas de propulsión aeroespaciales ESPECÍFICA
C13 Conocimiento aplicado de: la ciencia y tecnología de los materiales; mecánica y termodinámica; mecánica de fluidos; aerodinámica y mecánica del vuelo; sistemas de navegación y circulación aérea; tecnología aeroespacial; teoría de estructuras; transporte aéreo; economía y producción; proyectos; impacto ambiental ESPECÍFICA
CB1 Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio. GENERAL
CB2 Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio. GENERAL
CB3 Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética. GENERAL
CB4 Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado. GENERAL
CB5 Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía. GENERAL
CG1 Competencia idiomática (Compromiso UCA) GENERAL
CG2 Competencia en otros valores (Compromiso UCA) GENERAL
CT1 Trabajo en equipo: capacidad de asumir las labores asignadas dentro de un equipo, así como de integrarse en él y trabajar de forma eficiente con el resto de sus integrantes. GENERAL
G01 Capacidad para el diseño, desarrollo y gestión en el ámbito de la ingeniería aeronáutica que tengan por objeto, de acuerdo con los conocimientos adquiridos según lo establecido en el apartado 5 de la orden CIN/308/2009, los vehículos aeroespaciales, los sistemas de propulsión aeroespacial, los materiales aeroespaciales, las infraestructuras aeroportuarias, las infraestructuras de aeronavegación y cualquier sistema de gestión del espacio, del tráfico y del transporte aéreo. ESPECÍFICA
G02 Planificación, redacción, dirección y gestión de proyectos, cálculo y fabricación en el ámbito de la ingeniería aeronáutica que tengan por objeto, de acuerdo con los conocimientos adquiridos según lo establecido en el apartado 5 de la orden CIN/308/2009, los vehículos aeroespaciales, los sistemas de propulsión aeroespacial, los materiales aeroespaciales, las infraestructuras aeroportuarias, las infraestructuras de aeronavegación y cualquier sistema de gestión del espacio, del tráfico y del transporte aéreo. ESPECÍFICA
G03 Instalación explotación y mantenimiento en el ámbito de la ingeniería aeronáutica que tengan por objeto, de acuerdo con los conocimientos adquiridos según lo establecido en el apartado 5 de la orden CIN/308/2009, los vehículos aeroespaciales, los sistemas de propulsión aeroespacial, los materiales aeroespaciales, las infraestructuras aeroportuarias, las infraestructuras de aeronavegación y cualquier sistema de gestión del espacio, del tráfico y del transporte aéreo. ESPECÍFICA
G04 Verificación y Certificación en el ámbito de la ingeniería aeronáutica que tengan por objeto, de acuerdo con los conocimientos adquiridos según lo establecido en el apartado 5 de la orden CIN/308/2009, los vehículos aeroespaciales, los sistemas de propulsión aeroespacial, los materiales aeroespaciales, las infraestructuras aeroportuarias, las infraestructuras de aeronavegación y cualquier sistema de gestión del espacio, del tráfico y del transporte aéreo. ESPECÍFICA
G05 Capacidad para llevar a cabo actividades de proyección, de dirección técnica, de peritación, de redacción de informes, de dictámenes, y de asesoramiento técnico en tareas relativas a la Ingeniería Técnica Aeronáutica, de ejercicio de las funciones y de cargos técnicos genuinamente aeroespaciales. ESPECÍFICA
G06 Capacidad para participar en los programas de pruebas en vuelo para la toma de datos de las distancias de despegue, velocidades de ascenso, velocidades de pérdidas, maniobrabilidad y capacidades de aterrizaje. ESPECÍFICA
G07 Capacidad de analizar y valorar el impacto social y medioambiental de las soluciones técnicas. ESPECÍFICA
G08 Conocimiento, comprensión y capacidad para aplicar la legislación necesaria en el ejercicio de la profesión de Ingeniero Técnico Aeronáutico. ESPECÍFICA

 

Resultados Aprendizaje

Identificador Resultado
R3 Conocer las leyes fundamentales que rigen los fenómenos de transmisión de calor
R5 Conocer las metodologías de resolución de problemas de transferencia de calor
R1 Conocer y obtener las propiedades características de los fluidos térmicos
R2 Conocer y saber aplicar los fundamentos de la Termodinámica a los principales procesos y equipos térmicos
R4 Saber establecer las hipótesis necesarias y aplicar las leyes de la transmisión de calor para plantear y definir las expresiones que permitirán la obtención de las temperaturas y flujos de calor en aplicaciones prácticas

 

Actividades formativas

Actividad Detalle Horas Grupo Competencias a desarrollar
01. Teoría
36 C02 C10 C13 CB1 CB2 CG1 CG2 G01 G02 G03 G04 G05 G06 G07 G08
02. Prácticas, seminarios y problemas
12 CB3 CB4 CB5 CT1
04. Prácticas de laboratorio
12 CB3 CB4 CB5 CT1
10. Actividades formativas no presenciales
Se encargarán trabajos en grupos reducidos
relacionados con las actividades de Clases de
problemas (B) y de Laboratorios (D).
Un máximo de 7 trabajos en cada caso
35 Reducido CB2 CB3 CB4 CB5 CT1
11. Actividades formativas de tutorías
Se resolverán dudas generales de la asignatura, y
de los trabajos encargados.
8 Reducido CB1 CB2 CB3 CB4 CB5
12. Actividades de evaluación
- Se evaluará la teoría (A) mediante exámenes
preferentemente de tipo test y usando el aula
virtual
- Se evaluarán los problemas (B) mediante
trabajos y pequeños exámenes.
- Se evaluarán las prácticas de laboratorios (D)
mediante trabajos y pequeños exámenes.
- Para las prácticas de laboratorios se
contabilizará la asistencia, siendo obligatorio
un mínimo de un 60%.
14 CB1 CB2 CB5
13. Otras actividades
Horas de estudio
33

 

Evaluación

Criterios Generales de Evaluación

- Se evaluará la teoría (A) mediante exámenes preferentemente de tipo test y
usando el aula virtual
- Se evaluarán los problemas (B) mediante trabajos y pequeños exámenes.
- Se evaluarán las prácticas de laboratorios (D) mediante trabajos y pequeños
exámenes.
- Para las prácticas de laboratorios se contabilizará la asistencia, siendo
obligatorio un mínimo de un 60%.

En total se han programado 4 exámenes parciales de algunos o todos los 3 tipos
anteriores, más el examen final. Los exámenes parciales son eliminatorios hasta
la primera convocatoria (febrero), debiendo sacar un 5 para eliminar la materia.

 

Procedimiento de Evaluación

Tarea/Actividades Medios, Técnicas e Instrumentos Evaluador/es Competencias a evaluar
Exámenes de problemas (B) Exámenes de problemas
  • Profesor/a
CB1 CB2 CB3 CB4 CB5
Pruebas de evaluación de la teoría (A) Examen tipo test preferentemente a través del aula virtual
  • Profesor/a
C02 C10 C13 CG1 CG2 G01 G03 G04 G05 G06 G07 G08
Pruebas de Laboratorios (D) Entrega de trabajos en grupos, y pequeñas pruebas individuales
  • Profesor/a
CT1
Trabajos relativos a las Clases de Problemas (B) Presentación en clase
  • Profesor/a
  • Evaluación entre iguales
CT1

 

Procedimiento de calificación

La nota final se calculará como un 30% la nota de teoría, un 40% la nota de
problemas, y un 30% la nota de laboratorios. La nota mínima en cada parte será de
un 3.5 sobre 10, debiendo ser la nota media final mayor o igual que 5.
De esta forma, se está valorando las "pruebas escritas u orales" (exámenes de
teoría y problemas) con un 70%, mientras que los "resultados de actividades de
aprendizaje" (prácticas de laboratorios) con el 30% restante.
Si se aprueba alguna de las 3 partes se guardará hasta la convocatoria de
septiembre.

 

Descripcion de los Contenidos

Contenido Competencias relacionadas Resultados de aprendizaje relacionados
            PARTE I: TERMODINAMICA TÉCNICA

TEMA Nº 1: DEFINICIONES Y CONCEPTOS.

1.1 Introducción.
1.2 Enfoque macroscópico y microscópico.
1.3 Objeto y alcance de la Termodinámica clásica.
1.4 Sistema termodinámico.
1.5 Propiedades y estado de un sistema termodinámico.
1.6 Transformaciones termodinámicas.

TEMA Nº 2: PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA: SISTEMAS CERRADOS.

2.1 Introducción.
2.2 Energía interna.
2.3 Energías de tránsito.
2.3.1 El concepto de trabajo y el proceso adiabático
2.3.2 Calor.
2.3.3 Trabajo de expansión o comprensión cuasiestática.
2.3.4 Otras formas de trabajo cuasiestático.
2.3.5 Trabajo exterior, trabajo interior y trabajo de rozamiento.
2.3.6 Trabajo útil y trabajo efectivo.
2.4 Energía total del sistema.
2.5 Principio de conservación de la energía.
2.6 El postulado de estado y los sistemas simples.
2.7 Enunciado del primer principio para sistemas cerrados.
2.8 Otras propiedades termodinámicas.
2.8.1 Entalpía.
2.8.2 Capacidad calorífica.

TEMA Nº 3: PROPIEDADES Y ESTADOS DE UNA SUSTANCIA SIMPLE Y COMPRESIBLE.

3.1 Introducción.
3.2 El gas ideal.
3.2.1 Ecuación de estado.
3.2.2 Energía interna, entalpía y calores específicos.
3.2.3 Variación de los calores específicos con la temperatura.
3.2.4 Transformaciones de un gas ideal.
3.3 Gases reales.
3.3.1 El factor de compresibilidad y el principio de los estados correspondientes.
3.3.2 La ecuación de estado de Van der Waals.
3.3.3 Otras ecuaciones de estado.
3.4 Sustancias incomprensibles.
3.5 Superficie P.v.T.
3.5.1 Diagrama Presión Temperatura.
3.5.2 Diagrama Presión Volumen específico: Propiedades de la mezcla.
3.5.3 Tablas de propiedades.
3.6 Análisis de energía en sistemas cerrados.

TEMA Nº 4: PRIMER PRINCIPIO PARA UNA CORRIENTE: SISTEMAS ABIERTOS.

4.1 Introducción.
4.2 El principio de conservación de la masa para un volumen de control en régimen permanente.
4.3 El principio de conservación de la energía para un volumen de control.
4.4 El principio de conservación de la energía para un volumen de control en régimen  permanente.
4.5 Dispositivos que operan con corriente fluida estacionaria.
4.6 El principio de conservación de la energía para un volumen de control en régimen transitorio.
4.7 Carga y descarga de recipientes rígidos.

TEMA Nº 5: SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINAMICA.

5.1 Introducción.
5.2 Procesos reversibles e irreversibles.
5.3 Focos o depósitos de calor.
5.4 Máquinas térmicas y frigoríficas.
5.5 El ciclo de Carnot.
5.6 Teoremas de Carnot.
5.7 Escala termodinámica de temperatura.
5.8 Igualdad de Clausius: Concepto de entropía.
5.9 Desigualdad de Clausius: Principio de aumento de entropía.
5.10 Cambio de entropía de los depósitos térmicos.
5.11 Efectos de la transferencia de calor reversible e irreversible.

TEMA Nº 6: APLICACIONES DEL SEGUNDO PRINCIPIO.

6.1 Combinación del primer y segundo principio.
6.2 Cambios de entropía en las sustancias simples y compresibles.
6.2.1 Diagramas T s. h s.
6.2.2 Cambios de entropía en los gases ideales.
6.2.3 Cambios de entropía en las sustancias incompresibles.
6.3 Flujo y producción de entropía.
6.4 Trabajo Técnico producido por una corriente fluida estable y reversible.
6.5 Procesos isoentrópicos.
6.6 Eficiencia de algunos dispositivos que operan con corriente fluida estacionaria.


PARTE II: TRANSFERENCIA DE CALOR

TEMA Nº 1: INTRODUCCIÓN A LA TRANSFERENCIA DE CALOR.

1.  Objetivos de la transferencia de calor.
2.  Termodinámica y transferencia de calor
3.  Mecanismos básicos de transferencia de calor.
3.1.  Introducción.
3.2.  Conducción.
3.3.  Convección.
3.4.  Radiación.
3.5.  Ejemplos de mecanismos
4.  Primer principio de la termodinámica: Conservación de la energía
5.  Metodología de la resolución de problemas

TEMA Nº 2: FUNDAMENTOS DE LA TRANSFERNICA DE CALOR POR CONDUCCION.

1.  Definiciones y Ley fundamental de la conducción: Ley de Fourier.
2.  Conductividad térmica.
3.  Ecuación diferencial de la conducción del calor.
4.  Casos particulares de la ecuación general.
5.  Resolución de la ecuación general


TEMA Nº 3: TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONVECCIÓN.

1.  Introducción a la Convección
2.  Transferencia de Calor y de Masa por Convección
3.  Capas límites en convección
4.  Clasificación de problemas en convección
5.  Flujo Laminar y Turbulento
6.  Ecuaciones para la transferencia por convección
7.  Definición del problema en convección
8.  Números adimensionales
9.  Procedimiento de resolución

TEMA Nº 4: TRANSFERENICA DE CALOR POR RADIACIÓN.

1.  Radiación. Introducción
2.  Definiciones
3.  Leyes
3.1.  Cuerpo Negro
3.2.  Ley de Planck.
3.3.  Ley de Wien.
3.4.  Ley de Stefan-Boltzman.
4.  Propiedades radiantes superficiales
4.1.  Propiedades radiativas.
4.2.  Leyes de Kirchoff.
4.3.  Superficie gris.
5.   Intercambio radiante entre dos superficies
5.1.  Radiación que abandona una superficie y llega a otra
5.2.  Factor de forma

        
C02 C10 C13 CB1 CB2 CB3 CB4 CB5 CG1 CG2 CT1 G01 G02 G03 G04 G05 G06 G07 G08 R3 R5 R1 R2 R4

 

Bibliografía

Bibliografía Básica

 

 I.- TERMODINAMICA BASICA Y APLICADA:

- MORAN, M.J.; SHAPIRO, H.N. Fundamentos de Termodinámica Técnica. Tomo 1, Tomo 

2. E. Reverté, S.A., 1993.

- WARK K. Termodinámica. McGraw-Hill, 1991.

 

II.- TRANSFERENCIA DE CALOR:

- CHAPMAN A.J. Transmisión de calor. (3ª Edición), Bellisco, 1990.

- HOLMAN, J.P. Transferencia de calor. CECSA, 1998.

 

 

Bibliografía Ampliación

 

I.- TERMODINAMICA BASICA Y APLICADA:

- MATAIX C. Termodinámica Técnica y Máquinas Térmicas. Ediciones ICAI, 1978.

- SEGURA J. Termodinámica Técnica. E. Reverté, 1988.

- LACALLE, J.M. y otros. Problemas de Termodinámica. E.T.S.I.I. de Madrid. 1988.

- ÇENGEL, YUNUS A. Michael A. Boles.  Termodinámica. McGraw-HillII.

- J. AGÜERA SORIANO. Termodinámica Lógica y Motores Térmicos. (Ciencia 3, 1993).

- Termodinámica Lógica y Motores Térmicos. J. Agüera Soriano (Ciencia 3, 1993).

- Termodinámica: Análisis Exergético. J.L. Gómez, M. Monleón y A. Ribes (Reverté, 1990).
- Problemas de Termodinámica Técnica. J.L. Segura (Reverte, 1993).
- Termodinámica lógica y motores térmicos. Problemas resueltos. J. Agüera Soriano. (Ciencia, 1993).


II.- TRANSFERENCIA DE CALOR:

 

- INCROPERA, F.P.; De WITT, D.P. Fundamentos de Transferencia de Calor y Masa. 
John Wiley & Sons.  

 

 

El presente documento es propiedad de la Universidad de Cádiz y forma parte de su Sistema de Gestión de Calidad Docente. En aplicación de la Ley 3/2007, de 22 de marzo, para la igualdad efectiva de mujeres y hombres, así como la Ley 12/2007, de 26 de noviembre, para la promoción de la igualdad de género en Andalucía, toda alusión a personas o colectivos incluida en este documento estará haciendo referencia al género gramatical neutro, incluyendo por lo tanto la posibilidad de referirse tanto a mujeres como a hombres.