Este documento presenta la unidad curricular de Termodinámica para estudiantes de ingeniería nuclear. La unidad consta de seis temas principales: conceptos básicos, sustancias puras, trabajo y calor, la primera ley de la termodinámica, la segunda ley de la termodinámica y entropía. Los objetivos son que los estudiantes aprendan los principios y conceptos fundamentales de la termodinámica y su aplicación a problemas de ingeniería.

1. UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
FRANCISCO DE MIRANDA
VICERRECTORADO ACADÉMICO
DISEÑO INSTRUCCIONAL
UNIDAD CURRICULAR: TERMODINÁMICA
DATOS GENERALES
ÁREA PROGRAMA DEPARTAMENTO
Tecnología Currículo Nuclear Básico Energética
DATOS REFERENCIALES
COMPONENTE /EJE CURRICULAR:
Formación Científico Tecnológica
SEMESTRE:
IV
CÓDIGO:
250404
REQUISITOS:
Matemática III
CARÁCTER:
Obligatoria
HORAS SEMANALES: Cuatro (04)
T_02_ P 02_ T-P
N° DE UNIDADES CRÉDITOS:
Tres (03)
PROFESOR(ES):
MSc. Frank Bello Ing. Jesús Perozo
Esp. Indira Ortiz Ing. Ender Carrasquero
Ing. Milena Villalobos Ing. Osman Castro
Ing. Johanna Krijnen Ing. Elier Gracía
FECHA
ELABORACIÓN: Junio 2008
APROBACIÓN: Julio 2008

2. OBJETIVOS GENERALES
Al finalizar la unidad curricular, el estudiante estará en capacidad de:
• Evaluar los procesos termodinámicos, utilizando los Principios y Conceptos Fundamentales de la Termodinámica.
• Valorar la importancia de la Termodinámica para la resolución de problemas aplicados a la Ingeniería.
UNIDAD TEMATICA N° 1 CONCEPTOS BASICOS
OBJETIVO(S) DIDACTICO(S):
 Definir los Conceptos Básicos de la Termodinámica
 Asociar los Conceptos Básicos de la Termodinámica con situaciones de la vida diaria
CONTENIDOS CURRICULARES:
 Termodinámica
 Sistema Termodinámico: Concepto de Sistema Termodinámico. Tipos de Sistemas Termodinámicos: Abierto, Cerrado, Aislado.
 Alrededores
 Limites de un Sistema Termodinámico: Concepto de límite. Tipos de Límite: Real, Imaginario, Fijo, Móvil.
 Propiedades Termodinámicas: Concepto de Propiedades Termodinámicas. Tipos de Propiedades Termodinámicas: Extensivas, Intensivas.
 Estado Termodinámico de Equilibrio.
 Procesos Termodinámicos: Concepto, Tipos de Procesos: Abierto, Cerrado o Cíclico.
 Volumen específico.
 Temperatura: Concepto, Escalas de Temperaturas: Absolutas, Relativas. Conversión de unidades de Temperatura.
 Presión: Concepto. Tipos de Presión: Absolutas, Relativas.
 Equilibrio Térmico.
 Ley Cero de la Termodinámica.
UNIDAD TEMATICA N° 2 SUSTANCIAS PURAS
OBJETIVO(S) DIDACTICO(S):
 Identificar el estado termodinámico de una sustancia pura.
 Analizar los cambios de estados termodinámicos de una sustancia pura.
 Realizar diagramas termodinámicos (P-T, P-v,T-v), para la representación de los procesos de una sustancia pura.
 Aplicar las ecuaciones de estado para la fase de vapor de una sustancia pura compresible.
CONTENIDOS CURRICULARES:
 Sustancia Pura: Concepto. Características.
 Fase: Concepto. Tipos de Fases: Sólida, Líquida, Gaseosa.
 Temperatura de saturación.
 Presión de saturación.
 Procesos de Cambio de Fases de una sustancia pura:
o Líquido Comprimido o Subenfriado.
o Líquido Saturado
o Mezcla Líquido Vapor: Concepto Mezcla Líquido –Vapor. Calidad. Humedad.
o Vapor Saturado
o Vapor Sobrecalentado
 Diagramas termodinámicos: Presión-Temperatura. Presión-Volumen. Temperatura-Volumen.
 Ley de Gibbs: Concepto.
 Tablas Termodinámicas: Características. Interpolación.
 Reglas para determinar estados termodinámicos.
 Ecuaciones de Estado para la Fase de Vapor de una Sustancia Simple Compresible:
o Gases Perfectos o Ideales: Concepto. Ecuación PvT.
o Gases Reales: Concepto. Factor de Compresibilidad. Ecuación PvT.
o Ecuación de Estado de Van Der Waals: Ecuación PvT.
o Ecuación de Estado de Redlich-Kwong: Ecuación PvT.

3. UNIDAD TEMATICA N° 3 TRABAJO Y CALOR
OBJETIVO(S) DIDACTICO(S):
 Identificar las diferentes formas de energía: trabajo y calor.
 Calcular las interacciones de trabajo de un sistema para un proceso dado.
CONTENIDOS CURRICULARES:
 Trabajo: Concepto. Convención de signos. Unidades.
 Tipos de Trabajo
o Eléctrico
o Mecánico:
 Trabajo de Expansión / Compresión ó PdV:
 Proceso a Presión constante
 Proceso Politrópico
 Proceso Isotérmico
 Proceso Adiabático
 Proceso Isocórico
 Trabajo de Resorte
 Potencia: Concepto. Convención de signos. Unidades.
 Calor: Definición. Convención de signos. Unidades.
UNIDAD TEMATICA N° 4 PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA
OBJETIVO(S) DIDACTICO(S):
 Concienciar al estudiante sobre la importancia de la Primera Ley de la Termodinámica en la resolución de problemas de Ingeniería.
 Discutir la expresión matemática de la Primera Ley de la Termodinámica a partir de situaciones cotidianas.
 Evaluar los cambios energéticos de los procesos en un sistema o volumen de control utilizando la Primera Ley de la Termodinámica.
CONTENIDOS CURRICULARES:
 Principio de la Conservación de la Masa: Flujo másico. Flujo volumétrico. Ecuación de Continuidad.
 Energía de un sistema.
 Energía de un fluido que Fluye.
 Primera Ley de la Termodinámica.
o Sistema Cerrado
o Sistema Abierto: Flujo y Estado Estable. Flujo y Estado No Estable.
 Capacidades Caloríficas: Volumen Constante. Presión Constante. Gases Ideales.
UNIDAD TEMATICA N° 5 SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA
OBJETIVO(S) DIDACTICO(S):
 Valorar los aportes de la Segunda Ley de la Termodinámica en la evaluación de los procesos.
 Evaluar las máquinas térmicas, máquinas de refrigeración y bomba de calor utilizando la segunda ley de la termodinámica.
CONTENIDOS CURRICULARES:
 Segunda Ley de la Termodinámica.
 Máquinas Térmicas (MT): Concepto. Descripción del Ciclo Termodinámico. Enunciado de Kelvin Planck. Eficiencia.
 Máquinas de Refrigeración (MR) /Bomba de Calor (BC): Concepto. Descripción del Ciclo Termodinámico. Coeficiente de
operación o realización de cada Máquina. Enunciado de Clausius.
 Procesos reversibles.
 Procesos irreversibles: Fricción. Expansión y Compresión de No Cuasiequilibrio. Transferencia de Calor a través de una
Diferencia Finita de Temperatura.
 Postulados de Carnot: Ciclo Carnot. Enunciado de los postulados. Escala absoluta de Temperatura. Eficiencia de Carnot.
Coeficiente de Operación de Carnot.
 Enunciado de Clausius.

4. UNIDAD TEMATICA N° 6 ENTROPIA
OBJETIVO(S) DIDACTICO(S):
 Discutir las expresiones matemáticas de la Desigualdad de Clausius y el Principio de Incremento de Entropía..
 Determinar si un proceso viola o no la Segunda Ley de la Termodinámica utilizando la Desigualdad de Clausius y el Principio de
Incremento de Entropía.
 Evaluar la eficiencia de dispositivos que operan el flujo permanente.
CONTENIDOS CURRICULARES:
 Desigualdad de Clausius
 Cambio de entropía de una Sustancia Pura: Procesos Reversibles (Ciclo Carnot). Procesos Irreversibles.
 Principio de Incremento de Entropía.
o Balance de Entropía Sistema Cerrado.
o Balance de Entropía Sistema Abierto: Procesos en flujo y estado estable. Proceso en flujo y estado no estable, Caso
uniforme.
 Relaciones Termodinámicas Tds.
 Trabajo para dispositivos de flujo y estado estable.
 Eficiencia Adiabática: Concepto. Ecuación.
 Variación de entropía para gases ideales.
REFERENCIAS
BÁSICAS:
– LEVENSPIEL, O (2001). Fundamentos De Termodinámica .Pearson Educación.
– POTTER, M; SOMERTON, C (2004). Termodinámica Para Ingenieros. Editorial McGraw-Hill.
– VAN WYLEN G, SONNTAG R. (1999). Fundamentos de Termodinámica. México: Limusa.
– WARK K; RICHARDS D (2001). Termodinámica. España: Mc Graw Hill.
– YUNUS C; BOLES, M (2006). Termodinámica. México: Mc Graw Hill.
COMPLEMENTARIA
– MERCADO N., FREDY A. (2008). Termodinámica. [Documento en línea]. Disponible en:
http://www.inmecanica.com/termo/termo.html
– SMITH, VAN NESS (2007) .Termodinámica Aplicada a la Ingeniería Química. Mc Graw Hill.