Fichas de asignaturas 2008-09
CÓDIGO | NOMBRE | |
Asignatura | 205013 | TERMODINÁMICA Y CINÉTICA QUÍMICA APLICADAS |
Descriptor | THERMODYNAMICS AND KINETICS APPLIED TO ENGINEERING | |
Titulación | 0205 | INGENIERÍA QUÍMICA |
Departamento | C122 | INGEN. QUIMICA, TECNOL. DE ALIMENTOS Y TECN. DEL MEDIO AMBIENTE |
Curso | 2 | |
Duración (A: Anual, 1Q/2Q) | A | |
Créditos ECTS | 7,1 |
Créditos Teóricos | 6 | Créditos Prácticos | 3 | Tipo | Troncal |
Para el curso | 2007-08: | Créditos superados frente a presentados | 60.0% | Créditos superados frente a matriculados | 38.7% |
INSTRUMENTALES: - Resolución de problemas PERSONALES: - Razonamiento crítico - Trabajo en equipo SISTÉMICAS: - Aprendizaje autónomo - Habilidad para trabajar de forma autónoma - Iniciativa y espíritu emprendedor
Cognitivas(Saber):
- Analizar, modelizar y calcular sistemas con equilibrio de fases y/o con reacción química - Aplicar los conocimientos de matemáticas, física, química e ingeniería
Procedimentales/Instrumentales(Saber hacer):
- Estimar - Calcular - Decidir - Diseñar
Actitudinales:
- Confianza - Decisión - Disciplina - Honestidad - Iniciativa - Participación - Respeto a los demás - Responsablidad
El alumno debe ser capaz de: Identificar ecuaciones de estado (EOS) cúbicas y generalizadas. Calcular volúmenes molares de cualquier compuesto puro. Identificar propiedades de compuestos puros, de compuestos en sistemas multicomponentes y de fases Identificar propiedades de la fase líquida y de la fase vapor Calcular composiciones de equilibrio de sistemas binarios bifásicos aplicando la Ley de Raoult modificada. Desarrollar las expresiones para estimar las composiciones de fases en equilibrio. Describir el procedimiento para obtener la expresión de la constante de equilibrio en sistemas reaccionantes en función de la temperatura. Proponer un mecanismo razonable para una reacción química dada en fase homogénea y ser capaz de calcular su expresión cinética correspondiente en forma integrada. Calcular el valor de las constantes de una ecuación cinética dada en fase homogénea y ser capaz de proponer un procedimiento experimental y de cálculo adecuado. Determinar la identidad de todas las etapas cinéticas existentes en una reacción química dada en fase heterogénea, a partir de la información experimental necesaria, y ser capaz de establecer la etapa controlante de la velocidad global del proceso. Determinar el valor de las constantes cinéticas para una reacción química dada de un sistema sólido-fluido no catalítico y ser capaz evaluar la importancia relativa de cada etapa, a partir del manejo de los números adimensionales correspondientes. Determinar el valor de las constantes cinéticas para una reacción química dada de un sistema fluido-fluido y ser capaz evaluar la importancia relativa de cada etapa, a partir del manejo de los números adimensionales correspondientes. Determinar el valor de las constantes cinéticas para una reacción química dada de un sistema sólido-fluido catalítico y ser capaz evaluar la importancia relativa de cada etapa, a partir del manejo de los números adimensionales correspondientes.
a) TERMODINÁMICA. T1.-Propiedades volumétricas de fluidos puros. Comportamiento PVT de las sustancias puras. Ecuación del virial. Aplicaciones de la ecuación del virial. Gas ideal. Funciones de estado cúbicas. Correlaciones generalizadas y factor acéntrico. T2.-Propiedades termodinámicas de fluidos puros. Propiedades termodinámicas. Relaciones entre propiedades termodinámicas. Determinación de las variaciones de las propiedades con la presión y la temperatura. Propiedades residuales. Diagramas termodinámicos. Tablas de propiedades termodinámicas. T3.-Propiedades termodinámicas de las mezclas homogéneas. Propiedades molares parciales y potencial químico. Fugacidad y coeficiente de fugacidad. Estimación de la fugacidad de gases y líquidos. Disoluciones ideales y no ideales. Actividad y coeficiente de actividad. Estados de referencia. Propiedades en exceso. T4.-Equilibrio de fases. Naturaleza del equilibrio. Criterios de equilibrio. La regla de las fases. Diagramas de fases. Equilibrio líquido-vapor y gas- líquido. Equilibrio líquido-líquido. Equilibrio sólido-fluido. Procedimientos de estimación de los equilibrios de fases. T5.-Equilibrio químico. Criterios de equilibrio en reacciones químicas. Cambios en la energía libre y constante de equilibrio. Efectos de la temperatura y presión. La regla de las fases para el equilibrio químico. Procedimientos de estimación del equilibrio en sistemas reaccionantes. b) CINÉTICA. T6.-Cinética homogénea. Definiciones de velocidad de reacción. Ecuación estequiométrica y ecuación cinética. Mecanismos de reacción. Dependencia de la velocidad con la concentración y la temperatura. Teorías moleculares. Aproximación de Arrhenius. T7.-Métodos de análisis de datos cinéticos. Métodos integral y diferencial. Sistemas de volumen o densidad constante. Sistemas de volumen o densidad variable. Aplicaciones: reacciones irreversibles de tipo potencial, reacciones reversibles, reacciones múltiples, reacciones autocatalíticas, catálisis ácido- base, catálisis enzimática. T8.-Cinética heterogénea. Etapas físicas de transporte de materia. Teoría de la capa límite y de la doble película. Velocidad global del proceso. Esquemas de reacciones heterogéneas: etapas controlantes. T9.-Reacciones heterogéneas sólido-fluido. Sisitemas no catalíticos. Modelos de reacción. Modelo del núcleo sin reaccionar: partículas de tamaño constante y partículas de tamaño decreciente. Evaluación experimental de la etapa controlante. Sistemas catalíticos. Modelo de conversión progresiva. Velocidad de las etapas de reacción superficial. Velocidad global del proceso. T10.-Reacciones heterogéneas fluido-fluido no catalíticas. Regímenes cinéticos. Expresión general de la velocidad. Factor de mejora. Determinación de la etapa controlante. Evaluación del factor de mejora.
Test de autoevaluación, ejercicios en clase y propuestos, lecturas recomendadas, resolución de problemas, trabajo en grupos.
En los créditos teóricos de la asignatura, el profesor lleva el peso de la misma, fomentando la participación de los alumnos. En los créditos prácticos, el peso de la asignatura recae en los alumnos, siendo el profesor el que propone el trabajo y orienta al alumno para su resolución, potenciando capacidades y habilidades como la resolución de problemas, el trabajo en equipo, comunicación oral y escrita, capacidad para aplicar la teoría a la práctica, etc. Además, el alumno dispondrá del aula virtual para un desarrollo más adecuado de la asignatura. En ella se incluirán hojas de problemas, transparencias, enlaces de interés, artículos científicos, ...
Nº de Horas (indicar total): 220
- Clases Teóricas: 60
- Clases Prácticas: 30
- Exposiciones y Seminarios:
- Tutorías Especializadas (presenciales o virtuales):
- Colectivas:
- Individules:
- Realización de Actividades Académicas Dirigidas:
- Con presencia del profesorado: 20
- Sin presencia del profesorado: 10
- Otro Trabajo Personal Autónomo:
- Horas de estudio: 60
- Preparación de Trabajo Personal: 30
- ...
- Realización de Exámenes:
- Examen escrito: 10
- Exámenes orales (control del Trabajo Personal):
|
||||||
Otros (especificar):
Test de seguimiento, test de autoevaluación, preguntas cortas, resolución de problemas, trabajos en grupos. |
La asistencia a clase es obligatoria, no siendo posible faltar a más del 25% de la docencia presencial en cada uno de los dos cuatrimestres, para acogerse al sistema de evaluación continua. El sistema de evaluación continua consiste en una serie de actividades académicas dirigidas y un examen parcial, en cada uno de los dos cuatrimestres. Las actividades constituirán el 40% de la calificación del cuatrimestre y el examen parcial el 60% restante. Para superar un cuatrimestre será necesario no sólo obtener el 50% o más en la calificación resultante, sino haber obtenido en el examen parcial un mínimo de 4,5 puntos. No es posible realizar compensación entre las notas resultantes de ambos cuatrimestres. Las notas resultantes obtenidas en cada cuatrimestre serán eliminatorias para el examen final de la asignatura. El alumno que no supere alguno de los cuatrimestres, o ninguno, tendrá la posibilidad de presentarse al examen final para recuperarlos. Igualmente, los alumnos que no se acojan al sistema de evaluación continua en alguno de los cuatrimestres, o en ambos, dispondrán del examen final de la asignatura para examinarse de las partes pendientes. En el examen final tampoco será posible la compensación entre las partes, debiendo aprobarse ambas independientemente para superar la asignatura.
a) Termodinámica. ·Daubert, T.E.: "Chemical Engineering Thermodynamics". McGraw-Hill (1985). ·Kyle, B.G.: "Chemical and Process Thermodynamics". Prentice-Hall (1992). ·Reid, R.C.; Prausnitz, J.M. y Sherwood, T.K.: "The Properties of Gases and Liquids". McGraw-Hill (1987). ·Smith, J.M.; van Ness, H.C. y Abbott, M.M: "Introducción a la termodinámica en Ingeniería Química". McGraw-Hill (1997). ·Walas, S.: "Phase Equilibria in Chemical Engineering". Butterworth Pub. (1985). b) Cinética. ·González, J.R. et al. "Cinética Química Aplicada", Síntesis (1999). ·Hill, C.G. "Chemical Engineering Kinetics and Reactor Design". Willey (1977). ·Izquierdo, J.F.; Cunill, F.; Tejero, J.; Iborra, M.; Fité, C. "Cinética de las Reacciones Químicas", Universitat de Barcelona (2004). ·Izquierdo, J.F.; Cunill, F.; Tejero, J.; Iborra, M.; Fité, C. "Problemas resueltos de Cinética de las Reacciones Químicas", Universitat de Barcelona (2004). ·Levenspiel, O. "El Omnilibro de los Reactores Químicos", Reverté (1985). ·Levenspiel, O. "Ingeniería de las Reacciones Químicas", Reverté (1987). ·Smith, J.M. "Ingeniería de la Cinética Química". Compañía Ed. Intercontinental (1977).
Pulse aquí si desea visionar el fichero referente al cronograma sobre el número de horas de los estudiantes.
El presente documento es propiedad de la Universidad de Cádiz y forma parte de su Sistema de Gestión de Calidad Docente.