Este documento presenta un curso de termodinámica que incluye cinco temas principales: 1) conceptos básicos de termodinámica, 2) primera ley de la termodinámica, 3) propiedades de las sustancias puras, 4) ecuaciones de estado para gases, y 5) ciclos de potencia y segunda ley de la termodinámica. Cada tema incluye objetivos de aprendizaje y evidencias de evaluación como cuestionarios, ejercicios y proyectos.

1. Termodinámica
D. en C. Diana Isabel Vázquez Huerta.

2. Condiciones de trabajo
• Tolerancia de entrada, 5 minutos
• No usar celular
• Dirigirse a los compañeros y profesor de manera
respetuosa
• Trabajos, cuadernillos y ejercicios deberán entregarse
escritos a mano y en el tiempo acordado
• De no entregar trabajos en la fecha indicada se
tomarán en cuenta únicamente como recuperación
• Uso de libros para referenciar trabajos (No internet, a
menos que sea una fuente confiable y con la debida
referencia)
• Derecho a 10% de inasistencias del total de horas del
curso

3. 1. CONCEPTOS BÁSICOS DE TERMODINAMICA
• Identificar y manejar los conceptos básicos
utilizados en la termodinámica
• Cálculo de trabajo realizado por o sobre un
sistema de émbolo y pistón

4. Evidencias para evaluación
• EC1. Resolver cuestionario de los conceptos
básicos de termodinámica
• EP1. Resolver ejercicios de cálculo de trabajo
realizado por o sobre un sistema de émbolo y
pistón
• EP2. Construir un dispositivo para medición de la
presión con la aplicación de la ley de la
hidrostática

5. 2. PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
• Aplicar la primera ley de la termodinámica para
sistemas cerrados (Sistemas de émbolo y pistón)
• Aplicar la primera ley de la termodinámica a
sistemas abiertos (análisis de turbinas, difusores,
toberas, válvulas de estrangulamiento)
• Calcular las capacidades caloríficas de fluidos a
volumen y presión constantes

6. • EP1. Resolver ejercicios de aplicación de la
primera ley de la termodinámica para sistemas
abiertos
• EP2. Resolver ejercicios de aplicación de la
primera ley de la termodinámica para sistemas
cerrados
• EP3. Resolver ejercicios con el uso del concepto
de capacidad calorífica de fluidos a volumen y
presión constante
• EP4. Construir un calorímetro para la medición de
capacidades caloríficas de fluidos
Evidencias para evaluación

7. 3. PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS PURAS
• Calcular las propiedades termodinámicas de
sustancias puras utilizando los diagramas de
fases y las tablas de vapor

8. • EC1. Resolver cuestionario sobre las
principales propiedades de las sustancias
puras y la relación entre ellas
• EP1. Realizar ejercicios del cálculo de las
propiedades fundamentales de las sustancias
puras con el uso de las tablas de vapor
Evidencias para evaluación

9. 4. ECUACIONES DE ESTADO PARA GASES
• Aplicar el modelo de gas ideal para describir el
comportamiento PVT de gases
• Describir el comportamiento PVT de los gases
reales a través de diferentes modelos
• Cálculo del trabajo de compresión y expansión
realizado por un gas ideal

10. • EC1. Resolver cuestionario sobre los diferentes
modelos utilizados para describir el
comportamiento PVT de gases
• EP1. Resolver ejercicios con el uso del modelo de
gas ideal para describir el comportamiento PVT
de gases
• EP2. Resolver ejercicios con el uso de los
diferentes modelos que describen el
comportamiento PVT para gases reales
• EP3. Resolver ejercicios de capacidad calorífica
Evidencias para evaluación

11. 5. CICLOS DE POTENCIA Y SEGUNDA LEY DE
LA TERMODINÁMICA
• Identificar los diferentes tipos de ciclos
termodinámicos utilizados en la industria
• Calcular la eficiencia térmica de una máquina
• Aplicar la segunda ley de la termodinámica

12. • EC1. Resolver cuestionario sobre los diferentes
tipos de ciclos termodinámicos, la segunda ley
de la termodinámica y sus implicaciones
• EP1. Resolver ejercicios del cálculo de la
eficiencia térmica de una máquina
• EP2. Resolver ejercicios de aplicación de la
segunda ley de la termodinámica
Evidencias para evaluación

13. INTRODUCCIÓN

14. Termodinámica
La ciencia de la
energía
La capacidad
para causar
cambios
Conceptos básicos
El término termodinámica proviene de las palabras griegas therme (calor) y
dynamis (fuerza), lo cual corresponde a los primeros esfuerzos por convertir el calor
en energía

15. Conceptos básicos
• En la actualidad, la termodinámica incluye los aspectos
de energía y sus transformaciones, incluida la
generación de potencia, la refrigeración y las relaciones
entre las propiedades de la materia
• Una de las más importantes y fundamentales leyes de
la naturaleza es el principio de conservación de la
energía. Éste expresa que durante una interacción, la
energía puede cambiar de una forma a otra pero su
cantidad total permanece constante. Es decir, la
energía no se crea ni se destruye

16. Termodinámica clásica, no requiere conocer el
comportamiento de cada una de las partículas y proporciona
un modo directo y fácil para la solución de problemas de
ingeniería.
Un enfoque más elaborado, basado en el comportamiento
promedio de grupos grandes de partículas individuales, es el
de la termodinámica estadística.
Sustancias

17. Tarea
• Mencione tres áreas de aplicación de la
termodinámica

18. • Cualquier cantidad física se caracteriza
mediante dimensiones
• Las magnitudes asignadas a las dimensiones
se llaman unidades
Conceptos básicos
Dimensiones y unidades

19. Dimensiones
primarias o
fundamentales
Masa m, longitud
L, tiempo t y
temperatura T
Dimensiones
secundarias o
derivadas
Velocidad V, energía E y
volumen V se expresan
en términos de las
dimensiones primarias
Conceptos básicos
Dimensiones y unidades

20. • El SI, se basa en seis cantidades fundamentales, cuyas
unidades se adoptaron en 1954 en la Décima Conferencia
General de Pesos y Medidas:
 metro (m) para longitud
 kilogramo (kg) para masa
 segundo (s) para tiempo
 ampere (A) para corriente eléctrica
 grado Kelvin (°K) para temperatura
 candela (cd) para intensidad luminosa (cantidad de luz)
• En 1971, la CGPM añadió una séptima cantidad y unidad
fundamental:
 mol (mol) para la cantidad de materia
Conceptos básicos
Dimensiones y unidades