Ciclos Termodinámicos
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Este documento presenta la planeación de una clase de Matemáticas Aplicadas durante la semana del 13 al 17 de abril de 2015. La planeación incluye objetivos como introducir conceptos básicos de termodinámica y aplicar la integral inmediata para calcular trabajo termodinámico. También incluye contenidos sobre leyes de los gases, procesos y ciclos termodinámicos. Se planean actividades como graficar leyes de gases, calcular trabajo en procesos y resolver ciclos termodinámicos.
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- 4. Planeación Matemáticas Aplicadas 13-17 abril 2015 FRANCISCO GURROLA RAMOS SEP-DGETI-CBTIS 206
- 5. Objetivos Introducir al alumno en los conceptos básicos de la termodinámica. Que el alumno desarrolle la capacidad de aplicar la integral inmediata para calcular el trabajo en procesos termodinámicos. Que el alumno conceptualice los procesos y ciclos, así como que sepa graficar e identificar su aplicación en distintos tipos de problemas Ubicar y sensibilizar al alumno en la importancia del cálculo, para lograr maquinas térmicas mas eficientes.
- 6. Competencias Disciplinar 2. Explica los resultados obtenidos mediante procedimientos matemáticos, y los contrasta con modelos establecidos o situaciones reales. Genérica 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.
- 7. Contenido Aplicación de la integral inmediata Suma de Riemann Propiedades. Notación, Teorema fundamental Aplicación en la Termodinámica
- 8. Conceptos básicos Sistema Ley general de los gases Variables (P, V, T, n, entropía, entalpia) Leyes (Boyle, Gay Lussac, Charles) Procesos (isocórico, isobárico, isotérmico, adiabático) Ciclos (Carnot, Stirling, Diesel) Trabajo termodinámico.
- 9. Diagnóstico teórico. Investiga los conceptos básicos e intenta dar una respuesta a estas cuestiones: Cuando se habla de el trabajo en física, ¿Cómo lo describirías? ¿Cuales son los criterios para definir los diferentes trabajos? ¿Cómo concibe el Trabajo termodinámico?
- 11. Ecuaciones de las leyes de los gases 𝑝𝑉 = k Boyle 𝑝 𝑇 = k Gay Lussac 𝑉 𝑇 = k Charles
- 12. LEY DE BOYLE P1V1=P2V2 LEY DE CHARLES LEY DE GAY LUSSAC Sistema 2 2 1 1 T P T P 2 2 1 1 T V T V 2 2 1 1 T V T V 2 22 1 11 T VP T VP LEY GENERAL
- 16. Actividades de la semana 1 Construir las tres gráficas de las ecuaciones de las leyes de los gases (Boyle, Gay y Charles) en un diagrama PV, para los siguientes procesos. 2<p<10 V= 5, 8, 10 litros 3<V<9 P= 3, 6, 9 atmosferas 4<V<10 PV= 20, PV=10 y PV=5 2 Calcular el trabajo termodinámico de los procesos anteriores Isocórico Isobárico Isotérmico
- 17. Proceso Isocórico No hay cambio en el volumen, esto implica que: D v = 0 o también dv = 0 P V
- 21. Ciclos Termodinámicos. Resuelven en equipos de cuatro personas los 3 ciclos y comprueban el resultado con GeoGebra P= 10 atm PV= 15 lt *at V= 15 litros PV= 7.5 lt*at P= 5 atm PV=5 lt*at V=3 litros PV= 3 lt*at P= 5 atm PV=15 lt*at V= 9 litros PV= 12 lt*at Isobárico Isotérmico Isocórico Isotérmico
- 23. Ciclo Carnot Resuelven en equipos de cuatro personas los 3 ciclos y comprueban el resultado con GeoGebra PV0.8= 8 la PV=12 la PV0.6= 4.8 la PV= 9 la PV0.6= 12 la PV=15 la PV0.5= 5 la PV= 9 la adiabático Isotérmico adiabático Isotérmico
- 25. Ejercicios para EDMODO (personal) Calcular el trabajo y explicar para cada ciclo Diesel 1893
- 26. Stirling 1816
- 27. Apoyos Didácticos Leithold. “El Cálculo.” Ed. Harla. México, 1998 7 Ed. García-Colín, S., L. De la máquina de vapor al cero absoluto (Calor y entropía)" , FCE, México Juego de Geometría, colores, hojas blancas, pintarrón, marcadores, libreta de apuntes, papel bond (blanco y cuadriculado), cinta scotch. Hilo, clavos, tablas, colores, pintura, papel doble carta
- 29. Planeación Matemáticas Aplicadas 13-17 abril 2015 FRANCISCO GURROLA RAMOS SEP-DGETI-CBTIS 206