Guías Docentes Electrónicas
1. DATOS GENERALES
Asignatura:
TERMODINÁMICA QUÍMICA
Código:
57710
Tipología:
OBLIGATORIA
Créditos ECTS:
6
Grado:
344 - GRADO EN INGENIERÍA QUÍMICA
Curso académico:
2021-22
Centro:
1 - FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS (CR)
Grupo(s):
21 
Curso:
2
Duración:
Primer cuatrimestre
Lengua principal de impartición:
Español
Segunda lengua:
Uso docente de otras lenguas:
English Friendly:
N
Página web:
campus virtual
Bilingüe:
N
Profesor: ALFONSO ARANDA RUBIO - Grupo(s): 21 
Edificio/Despacho
Departamento
Teléfono
Correo electrónico
Horario de tutoría
Marie Curie/2ª planta
QUÍMICA FÍSICA
3484
alfonso.aranda@uclm.es
Martes y miércoles de 16:00 a 19:00

Profesor: MARIA REYES LOPEZ ALAÑON - Grupo(s): 21 
Edificio/Despacho
Departamento
Teléfono
Correo electrónico
Horario de tutoría
Marie Curie (second floor)
QUÍMICA FÍSICA
3453
reyes.lopez@uclm.es
Martes, Miércoles y Jueves: de 12-14 h

Profesor: ALBERTO NOTARIO MOLINA - Grupo(s): 21 
Edificio/Despacho
Departamento
Teléfono
Correo electrónico
Horario de tutoría
Edificio Marie Curie, primera planta
QUÍMICA FÍSICA
6347
alberto.notario@uclm.es
Lunes, martes y miércoles de 10 a 11 h y de 17 a 18 h

2. REQUISITOS PREVIOS
No se han establecido
3. JUSTIFICACIÓN EN EL PLAN DE ESTUDIOS, RELACIÓN CON OTRAS ASIGNATURAS Y CON LA PROFESIÓN

 Esta asignatura forma parte de la materia “Cinética y termodinámica Química Aplicada”

La  viabilidad de un proceso químico, desde un punto de vista energético, viene dada por la Termodinámica. Por ello, en todo proceso químico- industrial se requiere el conocimiento de los aspectos termodinámicos. En la mayoría de los casos, la velocidad de los procesos químicos se ha de tener en cuenta conjuntamente con los datos termodinámicos. En este sentido esta asignatura está íntimamente ligada a la Cinética Química Aplicada.

La Termodinámica aporta también la información acerca de las propiedades de sistemas sólidos líquidos o gaseosos en función de las condiciones de presión volumen y temperatura. Es una asignatura de carácter básico. Los conocimientos de Termodinámica Química son de especial interés en Termotecnia e Ingeniería de la Reacción Química.


4. COMPETENCIAS DE LA TITULACIÓN QUE LA ASIGNATURA CONTRIBUYE A ALCANZAR
Competencias propias de la asignatura
Código Descripción
CB02 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
E02 Comprensión y dominio de los conceptos básicos sobre las leyes generales de la mecánica, termodinámica, campos y ondas y electromagnetismo y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería.
E07 Conocimientos de termodinámica aplicada y transmisión de calor. Principios básicos y su aplicación a la resolución de problemas de ingeniería.
E24 Conocimiento y capacidad de manejo de equipos de análisis químico y de caracterización de propiedades y de los instrumentos básicos de un laboratorio químico.
E25 Manipular con seguridad y responsabilidad medioambiental los productos químicos.
E31 Conocimientos básicos de los principios de fenómenos de transporte y de los aspectos cinéticos y termodinámicos de los procesos químicos.
G03 Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.
G20 Capacidad de análisis y resolución de problemas
G21 Capacidad de aprendizaje y trabajo de forma autónoma
G22 Capacidad de aplicar conocimientos teóricos a la práctica.
5. OBJETIVOS O RESULTADOS DE APRENDIZAJE ESPERADOS
Resultados de aprendizaje propios de la asignatura
Descripción
Conocer los métodos basados en coordenadas generalizadas.
Ser capar de averiguar la viabilidad de un proceso químico desde un punto de vista termodinámico.
Ser capaz de calcular la constante de equilibrio de un proceso químico homogéneo o heterogéneo y de obtener las concentraciones de equilibrio en diferentes condiciones de reactivos, presión y temperatura.
Ser capaz de calcular las propiedades PVT de fluidos reales.
Ser capaz de calcular los coeficientes de actividad de las especies químicas implicadas en sistemas no ideales.
Ser capaz de interpretar y construir diagramas de equilibrio de fases de sistemas no ideales.
Ser capaz de interpretar y construir tablas y gráficos de propiedades termodinámicas de fluidos reales.
Tener capacidad de trabajar de forma autónoma en un laboratorio y destreza en el manejo de las técnicas experimentales para la obtención de propiedades termodinámicas y el seguimiento de procesos cinéticos.
Tener conocimiento y capacidad de manejo de las fuentes bibliográficas de carácter termodinámico y cinético.
Resultados adicionales
No se han establecido.
6. TEMARIO
  • Tema 1: Introducción a la Termodinámica
  • Tema 2: Primer Principio de la Termodinámica. Energía interna y entalpía. Cp y Cv. Cálculos de calor, trabajo, incrementos de U y H para gases ideales en diferentes procesos reversibles e irreversibles. Experimentos de Joule y Joule-Thompson. Coeficiente de Joule-Thompson. aplicaciones.
  • Tema 3: Entropía. Segundo Principio de la Termodinámica. Ciclo de Carnot. Máquinas térmicas y su rendimiento. Tercer principio de la Termodinámica. Cálculo de entropía en diferentes procesos.
  • Tema 4: Funciones de Energía libre y criterios de equilibrio material. Criterio de espontaneidad. Relaciones entre las funciones termodinámicas. Ecuaciones de Gibbs y relaciones de Maxwell. Cálculos de incrementos de G, A, H, S, U en diferentes procesos termodinámicos. Cómo influir en un proceso no espontáneo para hacerlo viable.
  • Tema 5: Termoquímica. Definición de estados estándar. Entalpías de formación. Cálculos de entalpías, entropías y energías libres de reacción. Manejo de tablas. Efecto de la temperatura. Temperatura adiabática de llama.
  • Tema 6: Equilibrio de Fases en Sistemas Monocomponentes. Regla de las fases. Diagramas de equilibrio de fases. Punto crítico. Equilibrio entre fases, ecuación de Clapeyron. Ecuación de Clausius-Clapeyron.
  • Tema 7: Comportamiento de gases y líquidos reales puros. Gases reales, comportamiento. Ecuaciones de estado, virial, cúbicas y más complejas. Principio de los estados correspondientes, ecuaciones y diagramas generalizados. Mezclas de gases reales. Estado líquido, ecuaciones y métodos. Aplicaciones a envasado y transporte de fluidos.
  • Tema 8: propiedades termodinámicas de fluidos reales. Magnitudes residuales. Métodos para el cálculo de incrementos de magnitudes termodinámicas en sistemas reales monocomponentes y en mezclas. Fugacidad.
  • Tema 9: Termodinámica de los Sistemas de Composición Variable. Propiedades molares parciales. Ecuación de Gibbs-Duhem. Procesos de mezcla. Disoluciones ideales. Equilibrio L-V. Construcciónd e diagramas de equilibrio L-V. Cálculos de punto de burbuja, rocío y fraccionamiento. Disoluciones diluidas idealmente. Propiedades coligativas.
  • Tema 10: Equilibrio de fases en sistemas reales multicomponentes. Definición de estados de referencia. Coeficientes de actividad y cálculo de potencial químico. Funciones de mezcla y de exceso. Métodos para calcular coeficientes de actividad. Diagramas L-V reales. Azeótropos. Puntos de burbuja y rocío. Destilación. Equilibrio L-L-V. Destilación de líquidos parcialmente miscibles. Diagramas ternarios.
  • Tema 11: Equilibrio Químico en sistemas ideales y reales. Sistemas reaccionantes, coordenada de reacción. Constante de equilibrio en sistemas homogéneos. Termodinámica del equilibrio en sistemas heterogéneos. Variación de la constante de equilibrio con P y T. Ecuación de Van't Hoff. Principio de Le Châtelier. Reacciones acopladas. Equilibrios con iones en disolución.
7. ACTIVIDADES O BLOQUES DE ACTIVIDAD Y METODOLOGÍA
Actividad formativa Metodología Competencias relacionadas ECTS Horas Ev Ob Descripción
Enseñanza presencial (Prácticas) [PRESENCIAL] Prácticas CB02 E07 E24 E25 G20 G22 0.65 16.25 S S 5 sesiones de laboratorio con los correspondientes experimentos
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL] Método expositivo/Lección magistral E02 E07 E25 E31 G03 G20 G21 G22 1.3 32.5 S N clase magistral
Talleres o seminarios [PRESENCIAL] Seminarios CB02 E07 E25 E31 G20 G21 G22 0.35 8.75 S S Aula desdoblada para facilitar la participación y la evaluación continua
Elaboración de memorias de Prácticas [AUTÓNOMA] Trabajo en grupo E07 E25 G21 G22 0.32 8 S S Memoria con los resultados obtenidos en le laboratorio
Elaboración de informes o trabajos [AUTÓNOMA] Trabajo en grupo E07 G03 G20 G22 0.16 4 S N Elaboración de trabajos sobre aplicaciones prácticas.
Prueba final [PRESENCIAL] Pruebas de evaluación E07 E24 E25 G20 G22 0.1 2.5 S S Resolución de cuestiones y problemas prácticos de termodinámica química
Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA] Combinación de métodos E07 G03 G20 G21 G22 3.12 78 N N Estudio de los contenidos del curso: prácticas, seminario y clases magistrales. Preparación de seminarios y prueba final.
Total: 6 150
Créditos totales de trabajo presencial: 2.4 Horas totales de trabajo presencial: 60
Créditos totales de trabajo autónomo: 3.6 Horas totales de trabajo autónomo: 90

Ev: Actividad formativa evaluable
Ob: Actividad formativa de superación obligatoria (Será imprescindible su superación tanto en evaluación continua como no continua)

8. CRITERIOS DE EVALUACIÓN Y VALORACIONES
Sistema de evaluación Evaluacion continua Evaluación no continua * Descripción
Prueba final 60.00% 60.00% examen con cuestiones y problemas sobre los contenidos impartidos en la asignatura
Realización de prácticas en laboratorio 10.00% 10.00% evaluación continua en laboratorio y test final
Elaboración de memorias de prácticas 5.00% 5.00% Revisión de informes de resultados
Resolución de problemas o casos 25.00% 25.00% Seguimiento en clases de seminario
Total: 100.00% 100.00%  
* En Evaluación no continua se deben definir los porcentajes de evaluación según lo dispuesto en el art. 6 del Reglamento de Evaluación del Estudiante de la UCLM, que establece que debe facilitarse a los estudiantes que no puedan asistir regularmente a las actividades formativas presenciales la superación de la asignatura, teniendo derecho (art. 13.2) a ser calificado globalmente, en 2 convocatorias anuales por asignatura, una ordinaria y otra extraordinaria (evaluándose el 100% de las competencias).

Criterios de evaluación de la convocatoria ordinaria:
  • Evaluación continua:
    1. examen con cuestiones y problemas sobre los contenidos impartidos en la asignatura (60 % de la nota)
    2. Evaluación continua de trabajo en laboratorio (15%) incluyendo la adecuada elaboración de la memoria con las fichas de resultados.
    3. Evaluación continua sobre aprendizaje basado en problemas, especialmente en las horas de seminario(25%). Se pedirá al alumno entregar ejercicios resueltos, resolver diferentes cuestiones relacionadas con la materia, resolución de casos prácticos, trabajo en grupo, etc.
    Para hacer la media ponderada y aprobar la asignatura tanto en el examen como en las prácticas se exigirá un mínimo de 4,0/10 y la media deberá ser igual o superior a 5,0/10.
  • Evaluación no continua:
    1. examen con cuestiones y problemas sobre los contenidos impartidos en la asignatura (85 % de la nota)
    2. Examen de laboratorio (15%). Realización de práctica experimental, cuestionario e informe de resultados.

Particularidades de la convocatoria extraordinaria:
1. Evaluación del trabajo en laboratorio (15%) incluyendo la elaboración de las fichas de resultados. La nota de laboratorio se conserva para todos los alumnos. Para aquellos que no hubieran superado el umbral de 4,0 en la convocatoria ordinaria o deseen ser evaluados de nuevo, esta convocatoria contará con un apartado de evaluación de las competencias correspondientes que podría realizarse en el laboratorio.
2. examen con cuestiones y problemas similares a los planteados en las clases de seminarios sobre los contenidos impartidos en la asignatura, 85%. Para aprobar la asignatura se requiere obtener un mínimo de 4 en esta prueba y una media igual o superior a 5.
Particularidades de la convocatoria especial de finalización:
1. Evaluación del trabajo en laboratorio (15%) incluyendo la elaboración de las fichas de resultados. La nota de laboratorio se conserva para todos los alumnos. Para aquellos que no hubieran superado el umbral de 4,0 en la convocatoria ordinaria, o deseen ser evaluados de nuevo esta convocatoria contará con un apartado de evaluación de las competencias correspondientes que podría realizarse en el laboratorio.
2. examen con cuestiones y problemas similares a los planteados en las clases de seminarios sobre los contenidos impartidos en la asignatura, 85%. Para aprobar la asignatura se requiere obtener un mínimo de 4 en esta prueba y una media igual o superior a 5.
9. SECUENCIA DE TRABAJO, CALENDARIO, HITOS IMPORTANTES E INVERSIÓN TEMPORAL
No asignables a temas
Horas Suma horas

Tema 1 (de 11): Introducción a la Termodinámica
Actividades formativas Horas
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] .5
Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Combinación de métodos] 1

Tema 2 (de 11): Primer Principio de la Termodinámica. Energía interna y entalpía. Cp y Cv. Cálculos de calor, trabajo, incrementos de U y H para gases ideales en diferentes procesos reversibles e irreversibles. Experimentos de Joule y Joule-Thompson. Coeficiente de Joule-Thompson. aplicaciones.
Actividades formativas Horas
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] 2
Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Combinación de métodos] 8

Tema 3 (de 11): Entropía. Segundo Principio de la Termodinámica. Ciclo de Carnot. Máquinas térmicas y su rendimiento. Tercer principio de la Termodinámica. Cálculo de entropía en diferentes procesos.
Actividades formativas Horas
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] 2
Talleres o seminarios [PRESENCIAL][Seminarios] 1
Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Combinación de métodos] 8

Tema 4 (de 11): Funciones de Energía libre y criterios de equilibrio material. Criterio de espontaneidad. Relaciones entre las funciones termodinámicas. Ecuaciones de Gibbs y relaciones de Maxwell. Cálculos de incrementos de G, A, H, S, U en diferentes procesos termodinámicos. Cómo influir en un proceso no espontáneo para hacerlo viable.
Actividades formativas Horas
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] 2.5
Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Combinación de métodos] 6

Tema 5 (de 11): Termoquímica. Definición de estados estándar. Entalpías de formación. Cálculos de entalpías, entropías y energías libres de reacción. Manejo de tablas. Efecto de la temperatura. Temperatura adiabática de llama.
Actividades formativas Horas
Enseñanza presencial (Prácticas) [PRESENCIAL][Prácticas] 3.5
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] 3
Talleres o seminarios [PRESENCIAL][Seminarios] 1
Elaboración de memorias de Prácticas [AUTÓNOMA][Trabajo en grupo] 1
Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Combinación de métodos] 8

Tema 6 (de 11): Equilibrio de Fases en Sistemas Monocomponentes. Regla de las fases. Diagramas de equilibrio de fases. Punto crítico. Equilibrio entre fases, ecuación de Clapeyron. Ecuación de Clausius-Clapeyron.
Actividades formativas Horas
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] 3
Talleres o seminarios [PRESENCIAL][Seminarios] 1
Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Combinación de métodos] 7

Tema 7 (de 11): Comportamiento de gases y líquidos reales puros. Gases reales, comportamiento. Ecuaciones de estado, virial, cúbicas y más complejas. Principio de los estados correspondientes, ecuaciones y diagramas generalizados. Mezclas de gases reales. Estado líquido, ecuaciones y métodos. Aplicaciones a envasado y transporte de fluidos.
Actividades formativas Horas
Enseñanza presencial (Prácticas) [PRESENCIAL][Prácticas] 3.5
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] 3
Talleres o seminarios [PRESENCIAL][Seminarios] 1
Elaboración de memorias de Prácticas [AUTÓNOMA][Trabajo en grupo] 1
Elaboración de informes o trabajos [AUTÓNOMA][Trabajo en grupo] 4
Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Combinación de métodos] 8

Tema 8 (de 11): propiedades termodinámicas de fluidos reales. Magnitudes residuales. Métodos para el cálculo de incrementos de magnitudes termodinámicas en sistemas reales monocomponentes y en mezclas. Fugacidad.
Actividades formativas Horas
Enseñanza presencial (Prácticas) [PRESENCIAL][Prácticas] 3
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] 3
Talleres o seminarios [PRESENCIAL][Seminarios] 1
Elaboración de memorias de Prácticas [AUTÓNOMA][Trabajo en grupo] 2
Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Combinación de métodos] 8

Tema 9 (de 11): Termodinámica de los Sistemas de Composición Variable. Propiedades molares parciales. Ecuación de Gibbs-Duhem. Procesos de mezcla. Disoluciones ideales. Equilibrio L-V. Construcciónd e diagramas de equilibrio L-V. Cálculos de punto de burbuja, rocío y fraccionamiento. Disoluciones diluidas idealmente. Propiedades coligativas.
Actividades formativas Horas
Enseñanza presencial (Prácticas) [PRESENCIAL][Prácticas] 3
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] 4
Talleres o seminarios [PRESENCIAL][Seminarios] 1
Elaboración de memorias de Prácticas [AUTÓNOMA][Trabajo en grupo] 2
Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Combinación de métodos] 8

Tema 10 (de 11): Equilibrio de fases en sistemas reales multicomponentes. Definición de estados de referencia. Coeficientes de actividad y cálculo de potencial químico. Funciones de mezcla y de exceso. Métodos para calcular coeficientes de actividad. Diagramas L-V reales. Azeótropos. Puntos de burbuja y rocío. Destilación. Equilibrio L-L-V. Destilación de líquidos parcialmente miscibles. Diagramas ternarios.
Actividades formativas Horas
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] 4
Talleres o seminarios [PRESENCIAL][Seminarios] 1
Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Combinación de métodos] 8

Tema 11 (de 11): Equilibrio Químico en sistemas ideales y reales. Sistemas reaccionantes, coordenada de reacción. Constante de equilibrio en sistemas homogéneos. Termodinámica del equilibrio en sistemas heterogéneos. Variación de la constante de equilibrio con P y T. Ecuación de Van't Hoff. Principio de Le Châtelier. Reacciones acopladas. Equilibrios con iones en disolución.
Actividades formativas Horas
Enseñanza presencial (Prácticas) [PRESENCIAL][Prácticas] 3.25
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] 5.5
Talleres o seminarios [PRESENCIAL][Seminarios] 1.75
Elaboración de memorias de Prácticas [AUTÓNOMA][Trabajo en grupo] 2
Prueba final [PRESENCIAL][Pruebas de evaluación] 2.5
Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Combinación de métodos] 8

Actividad global
Actividades formativas Suma horas
10. BIBLIOGRAFÍA, RECURSOS
Autor/es Título Libro/Revista Población Editorial ISBN Año Descripción Enlace Web Catálogo biblioteca
 
Felder, Richard M. Elementary principles of chemical processes Libro Wiley 978-0-471-37587-6 2005 Ficha de la biblioteca
Levine, Ira N. Fisicoquímica (principios de) Libro McGraw-Hill 978-607-15-0988-8 2014 Ficha de la biblioteca
Moran, Michael J. Fundamentos de termodinámica técnica Libro Reverté 84-291-4313-0 2004 Ficha de la biblioteca
Poling, Bruce E. The properties of gases and liquids Libro McGraw-Hill 0-07-011682-2 2001 Ficha de la biblioteca
Sandler, Stanley I. Chemical, Biochemical, and Engineering Thermodynamics, 5th Edition Libro John Wiley & Sons 978-0-470-50479-6 2017 Ficha de la biblioteca
Smith, Joe M. Introducción a la termodinámica en ingeniería química Libro McGraw-Hill 978-1-47722-2 2020 Ficha de la biblioteca
Wark, Kenneth Termodinamica McGraw-Hill 84-481-2829-X 2001 Ficha de la biblioteca
Yunus A. Cengel, Michael A. Boles y Mehmet Kanoglu Termodinámica Libro Mc. Graw Hill 9 781456 27208 2019  



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