Guia Termodinamica T3

Vista previa del material en texto

1 
 
Universidad Nacional Abierta y a Distancia 
Vicerrectoría Académica y de Investigación 
Curso: Termodinámica 
Código: 201015 
 
Guía de actividades y rúbrica de evaluación – Fase 3 
Aplicación de la Primera Ley de la Termodinámica en situaciones 
industriales 
1. Descripción de la actividad 
Tipo de actividad: En grupo colaborativo 
Momento de la evaluación: Intermedio 
Puntaje máximo de la actividad: 125 puntos 
La actividad inicia el: lunes, 
6 de marzo de 2023 
La actividad finaliza el: domingo, 2 
de abril de 2023 
Con esta actividad se espera conseguir los siguientes resultados 
de aprendizaje: 
 
Aplicar los principios de conservación de la energía, la Primera Ley de 
la Termodinámica y la estimación de propiedades para el análisis de 
procesos y sistemas mediante el estudio de situaciones industriales 
específicas. 
 
La actividad consiste en: 
 
Actividades individuales: 
 
Cada estudiante deberá, de forma individual, presentar el desarrollo de 
los siguientes ejercicios en un documento Word en el foro, este trabajo 
individual no se debe colgar en el Entorno de evaluación. 
 
1. A continuación, encontrará el enlace a una herramienta didáctica 
que permite ver de forma clara el comportamiento de las 
variables termodinámicas en algunos procesos, allí encontrará 4 
transformaciones: 
 
 Isobara 
 Adiabática 
 Isoterma 
 Isocora 
 
 
2 
 
 
Para empezar, haga clic en el siguiente enlace tomado de la página 
Educaplus.org que ha sido desarrollada por el profesor Jesús Peñas 
Licenciado en Ciencias Químicas de la Universidad de Sevilla. 
 
 
Transformaciones termodinámicas 
 
 
Seleccione una de las transformaciones, presione el botón rojo que esta 
junto a ella y analice los cambios que pueda observar. En un párrafo 
describa como cambian la presión, la temperatura, el volumen y el 
trabajo. Tome una captura de pantalla y péguela abajo del párrafo de su 
análisis. Finalmente, en una frase escriba qué fue lo que más le llamó la 
atención de lo que pudo observar. 
 
2. En un contenedor se tienen 4 gramos de Helio que ocupan un 
volumen de 0.02m3 a una presión de 154200Pa. El gas baja su 
presión a 125324Pa a través de un proceso isocórico y se enfría a 
una temperatura T2. Posteriormente, mediante un proceso a 
presión constante, se expande hasta ocupar un volumen igual a 
dos veces el valor del volumen inicial alcanzando una temperatura 
de 602.9K. Finalmente, a través de un proceso adiabático, se 
enfría hasta alcanzar nuevamente la temperatura y el volumen del 
primer estado. 
 
a. Elabore un diagrama PV que ilustre el ciclo completo. 
b. Determine los valores de Q y W para cada proceso y para todo 
el ciclo 
 
3. Un sistema que posee una masa igual a los tres últimos dígitos de 
su cédula en kg, atraviesa un proceso en el cual pierde 1200kJ de 
energía en forma de calor que transfiere al ambiente. 
Simultáneamente los alrededores ejercen un trabajo de 1540kJ 
sobre él sistema. Si la energía interna del sistema en su estado 
inicial era de 480kJ/kg, ¿Cuál sería el valor de la energía interna 
del sistema en su estado final? Suponer que no hay cambios 
relevantes de energía cinética o potencial. 
 
Actividades colaborativas: 
https://www.educaplus.org/game/transformaciones-termodinamicas
 
 
3 
 
 
Este trabajo colaborativo corresponde a la primera fase de la situación 
problema del curso, el proyecto está orientado a la construcción y cálculo 
de un ciclo termodinámico, para esta primera fase solo se desarrollará 
una exploración de los componentes de un ciclo y sus propiedades 
termodinámicas básicas. A continuación, se presenta la situación 
problema que se trabajará. 
 
Para iniciar, cada estudiante debe leer la situación industrial que se 
describe en el Anexo 0: Situación industrial que encuentra en la 
carpeta Guía de actividades y rúbrica de evaluación - Unidad 1- 
Fase 3 - Apropiación de conceptos y ecuaciones de la Primera Ley 
de la Termodinámica. A partir de la situación descrita, con base en las 
conferencias realizadas y usando el sentido común y organización que 
caracterizan a un ingeniero, el grupo debe: 
 
a. Elaborar un diagrama de bloques en Excel representando la 
totalidad de equipos involucrados en la situación industrial, el 
diagrama debe incluir todas las corrientes de entrada y salida de 
cada equipo, de tal forma que todos los equipos se encuentren 
conectados por líneas de flujo (Anexo 1). Cada equipo debe ser 
representado por un bloque rectangular, cada corriente se 
representa con una flecha delgada y numerada. (Ver Ejemplo 
Diagrama de bloques en webconferencia). 
 
b. Con base en los datos que el tutor asignará en el foro, el estudiante 
deberá encontrar los valores de presión, temperatura y entalpía 
para cada una de las corrientes numeradas en el diagrama de 
bloques y presentarlos en una tabla (Anexo 1) 
 
c. Determinar el trabajo que ingresa al ciclo, el calor de entrada y 
 el calor de salida. 
 
Para el desarrollo de la actividad tenga en cuenta que: 
 
En el entorno de Información inicial debe: Consultar la agenda del curso 
y programar su tiempo con base en la fecha de entrega. 
 
En el entorno de Aprendizaje debe: Consultar las conferencias 
desarrolladas para esta Unidad e interactuar de forma activa, pertinente 
 
 
4 
 
y a tiempo en el Foro de discusión - Unidad 1 - Fase 3 - Aplicación de la 
Primera Ley de la Termodinámica en situaciones industriales. Recuerde 
que es en este foro donde debe hacer entrega de sus ejercicios 
individuales. Aunque en el foro también se construye el trabajo 
colaborativo, este se entrega en el Entorno de evaluación. 
 
En el entorno de Evaluación debe: Entregrarse por parte del líder del 
grupo, el trabajo colaborativo en el Anexo 1: Formato Fase 3. 
 
 
Evidencias de trabajo independiente: 
Las evidencias de trabajo independiente para entregar son: 
 
 Entrega en el foro de un documento individual en Word con 
portada y procedimientos de cálculo realizados con editor de 
ecuaciones. 
 
 Participación activa en la elaboración del trabajo grupal 
 
Evidencias de trabajo grupal: 
 Las evidencias de trabajo grupal a entregar son: 
 
 Entrega en el Entorno de evaluación del Anexo 1: Formato Fase 3 
 
 
 
5 
 
2. Lineamientos generales para la elaboración de las evidencias 
de aprendizaje a entregar. 
Para evidencias elaboradas independientemente, tenga en cuenta las 
siguientes orientaciones 
 
Cada estudiante debe desarrollar de forma individual los ejercicios que 
se mencionan en la primera parte de la guía bajo el título Actividades 
individuales, estos ejercicios refuerzan su comprensión de las temáticas 
y no esta relacionados con la parte colaborativa como tal. Debe entregar 
en el mismo foro un documento en Word usando el editor de ecuaciones 
con el desarrollo de los procedimientos. 
 
Para evidencias elaboradas en grupo colaborativamente, tenga en 
cuenta las siguientes orientaciones: Luego de haber desarrollado los 
ejercicios individuales, cada estudiante puede iniciar el trabajo 
colaborativo, entre todos los integrantes del grupo, deberán analizar y 
desarrollar los cálculos solicitados para la situación industrial. El 
producto a entregar es el Anexo 1: Formato Fase 3 debidamente 
diligenciado, este Anexo se encuentra en la misma carpeta donde esta 
ubicada esta Guía. El producto a entregar, será ese Anexo diligenciado, 
el líder del grupo lo debe subir al Entorno de Evaluación en el espacio 
Unidad 1 - Fase 3 - Aplicación de la Primera Ley de la 
Termodinámica en situaciones industriales - Rúbrica de 
evaluación y entrega de la actividad Tarea. 
 
1. Todos los integrantes del grupo deben participar con sus aportes 
en el desarrollo de la actividad. 
 
2. En cada grupo deben elegir un solo integrante que se encargará 
de entregar el producto solicitado en el entorno que haya señalado 
el docente. 
 
3. Antes de entregar el producto solicitado deben revisarque cumpla 
con todos los requerimientos que se señalaron en esta guía de 
actividades. 
 
4. Solo se deben incluir como autores del producto entregado, a los 
integrantes del grupo que hayan participado con aportes durante 
el tiempo destinado para la actividad. 
 
 
6 
 
Tenga en cuenta que todos los productos escritos individuales o 
grupales deben cumplir con las normas de ortografía y con las 
condiciones de presentación que se hayan definido. 
En cuanto al uso de referencias considere que el producto de esta 
actividad debe cumplir con las normas APA 
En cualquier caso, cumpla con las normas de referenciación y evite el 
plagio académico, para ello puede apoyarse revisando sus productos 
escritos mediante la herramienta Turnitin que encuentra en el campus 
virtual. 
 
Considere que en el acuerdo 029 del 13 de diciembre de 2013, artículo 
99, se considera como faltas que atentan contra el orden académico, 
entre otras, las siguientes: literal e) “El plagiar, es decir, presentar como 
de su propia autoría la totalidad o parte de una obra, trabajo, 
documento o invención realizado por otra persona. Implica también el 
uso de citas o referencias faltas, o proponer citad donde no haya 
coincidencia entre ella y la referencia” y liberal f) “El reproducir, o copiar 
con fines de lucro, materiales educativos o resultados de productos de 
investigación, que cuentan con derechos intelectuales reservados para 
la Universidad” 
 
Las sanciones académicas a las que se enfrentará el estudiante son las 
siguientes: 
a) En los casos de fraude académico demostrado en el trabajo 
académico o evaluación respectiva, la calificación que se impondrá será 
de cero puntos sin perjuicio de la sanción disciplinaria correspondiente. 
b) En los casos relacionados con plagio demostrado en el trabajo 
académico cualquiera sea su naturaleza, la calificación que se impondrá 
será de cero puntos, sin perjuicio de la sanción disciplinaria 
correspondiente. 
 
 
 
 
7 
 
3. Formato de Rúbrica de evaluación 
Tipo de actividad: En grupo colaborativo 
Momento de la evaluación: Intermedio 
La máxima puntuación posible es de 125 puntos 
Primer criterio de 
evaluación: 
 
Entrega en el foro 
de un documento 
individual en Word 
con portada y 
procedimientos de 
cálculo realizados 
con editor de 
ecuaciones. 
 
Este criterio 
representa 10 
puntos del total 
de 125 puntos de 
la actividad. 
 
Nivel alto: El estudiante entrega en el foro un documento en 
Word con los procedimientos de sus ejercicios individuales 
usando el editor de ecuaciones de Word. 
Si su trabajo se encuentra en este nivel puede obtener 
entre 6 puntos y 10 puntos 
 
Nivel Medio: El estudiante entrega en el foro un documento en 
Word con los procedimientos de sus ejercicios individuales, pero 
no usa el editor de ecuaciones de Word. 
Si su trabajo se encuentra en este nivel puede obtener 
entre 2 puntos y 5 puntos 
 
Nivel bajo: El estudiante no entrega en el foro un documento en 
Word con los procedimientos de sus ejercicios individuales 
usando el editor de ecuaciones de Word. 
Si su trabajo se encuentra en este nivel puede obtener 
entre 0 puntos y 1 puntos 
Segundo criterio 
de evaluación: 
 
Aplicación de 
conceptos y cálculos 
de Primera Ley en la 
resolución de 
problemas. 
 
Este criterio 
representa 40 
puntos del total 
de 125 puntos de 
la actividad 
 
Nivel alto: El estudiante resuelve correctamente todos los 
ejercicios individuales aplicando la Primer Ley de la 
Termodinámica. 
Si su trabajo se encuentra en este nivel puede obtener 
entre 25 puntos y 40 puntos 
 
Nivel Medio: El estudiante resuelve correctamente algunos de 
los ejercicios individuales aplicando la Primer Ley de la 
Termodinámica. 
Si su trabajo se encuentra en este nivel puede obtener 
entre 9 puntos y 24 puntos 
 
Nivel bajo: El estudiante no resuelve correctamente ninguno de 
los ejercicios individuales aplicando la Primer Ley de la 
Termodinámica. 
Si su trabajo se encuentra en este nivel 
 
 
8 
 
puede obtener entre 0 puntos y 8 puntos 
Tercer criterio de 
evaluación: 
 
Entrega en el 
Entorno de 
evaluación del 
Anexo 1: Formato 
Fase 3 
Este criterio 
representa 10 
puntos del total 
de 125 puntos de 
la actividad 
Nivel alto: El grupo colaborativo entrega el Anexo 1: Formato 
de la Fase 3 debidamente diligenciado. 
Si su trabajo se encuentra en este nivel puede obtener 
entre 6 puntos y 10 puntos 
 
Nivel Medio: El grupo colaborativo entrega el Anexo 1: 
Formato de la Fase 3 pero no esta diligenciado 
completamente. Si su trabajo se encuentra en este nivel 
puede obtener entre 2 puntos y 5 puntos 
 
Nivel bajo: El grupo colaborativo no entrega el Anexo 1: 
Formato de la Fase 3. 
Si su trabajo se encuentra en este nivel puede obtener 
entre 0 puntos y 1 puntos 
Cuarto criterio de 
evaluación: 
 
Representación de 
un ciclo 
termodinámico por 
medio de un 
diagrama de 
bloques 
 
Este criterio 
representa 20 
puntos del total 
de 125 puntos de 
la actividad 
 
Nivel alto: El grupo entrega un diagrama de bloques completo y 
elaborado de forma correcta. 
Si su trabajo se encuentra en este nivel puede obtener 
entre 13 puntos y 20 puntos 
 
Nivel Medio: El grupo entrega un diagrama de bloques 
incompleto o elaborado incorrectamente 
Si su trabajo se encuentra en este nivel puede obtener 
entre 6 puntos y 12 puntos 
 
Nivel bajo: El grupo no entrega diagrama de bloques o entrega 
un diagrama que no corresponde a lo solicitado en la guía. 
Si su trabajo se encuentra en este nivel puede obtener 
entre 0 puntos y 5 puntos 
Quinto criterio de 
evaluación: 
 
Lectura y cálculo de 
propiedades 
termodinámicas de 
un ciclo 
termodinámico 
Nivel alto: El grupo identifica de forma correcta y completa los 
valores de entalpía de todas las corrientes involucradas en el 
diagrama de bloques. 
Si su trabajo se encuentra en este nivel puede obtener 
entre 13 puntos y 20 puntos 
 
Nivel Medio: El grupo identifica de forma incorrecta o 
incompleta los valores de entalpía de todas las corrientes 
 
 
9 
 
 
 
Este criterio 
representa 20 
puntos del total 
de 125 puntos de 
la actividad 
 
involucradas en el diagrama de bloques 
Si su trabajo se encuentra en este nivel puede obtener 
entre 6 puntos y 12 puntos 
 
Nivel bajo: El grupo no identifica los valores de entalpía de 
todas las corrientes involucradas en el diagrama de bloques. 
Si su trabajo se encuentra en este nivel puede obtener 
entre 0 puntos y 5 puntos 
Sexto criterio de 
evaluación: 
 
Cálculo de trabajo y 
calor en dispositivos 
de un ciclo 
termodinámico. 
 
Este criterio 
representa 20 
puntos del total 
de 125 puntos de 
la actividad 
Nivel alto: El grupo entrega un procedimiento correcto y 
completo con el cálculo del trabajo y calor en un dispositivo 
Si su trabajo se encuentra en este nivel puede obtener 
entre 13 puntos y 20 puntos 
 
Nivel Medio: El grupo entrega un procedimiento incorrecto o 
incompleto para el cálculo del trabajo y calor en un dispositivo 
Si su trabajo se encuentra en este nivel puede obtener 
entre 6 puntos y 12 puntos 
 
Nivel bajo: El grupo no entrega un procedimiento con el cálculo 
del trabajo y calor en un dispositivo 
Si su trabajo se encuentra en este nivel puede obtener 
entre 0 puntos y 5 puntos 
Séptimo criterio 
de evaluación: 
 
Participación activa 
en la elaboración del 
trabajo grupal 
 
Este criterio 
representa 5 
puntos del total 
de 125 puntos de 
la actividad 
Nivel alto: El estudiante participa activamente en la elaboración 
del trabajo grupal 
Si su trabajo se encuentra en este nivel puede obtener 
entre 4 puntos y 5 puntos 
 
Nivel Medio: El estudiante participa de forma pasiva en la 
elaboración del trabajo grupal 
Si su trabajo se encuentra en este nivel puede obtener 
entre 2 puntos y 3 puntos 
 
Nivel bajo: El estudiante no participa en la elaboración del 
trabajo grupal 
Si su trabajo se encuentraen este nivel puede obtener 
entre 0 puntos y 1 puntos