FUND_TERMO

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Fundamentos de Termodinámica 
INFORMACIÓN BÁSICA 
Código y Nombre Fundamentos de Termodinámica 
Créditos 3 
Horas de trabajo semanal 
Presenciales: 3 horas 
Trabajo independiente: 6 horas 
Unidad(es) Académica(s) Escuela de Ingeniería Mecánica 
Programas Académicos Ingeniería Mecánica 
Prerrequisitos y correquisitos 
Correquisitos: Introducción a la mecánica de los fluidos. 
Prerrequisitos: Ecuaciones diferenciales, 
Validable Si 
Habilitable Si 
Tipo de Asignatura Asignatura Básica (AB) 
La asignatura favorece la 
Formación General 
Formación Social y Ciudadana (FSC) 
Si x No 
 
DESCRIPCIÓN GENERAL DEL CURSO 
La termodinámica es la ciencia que estudia la energía. Se abordan los principios fundamentales de la 
termodinámica clásica tales como la primera y segunda leyes de la termodinámica, la entropía y sus 
aplicaciones así como también el estudio de las propiedades térmicas de las sustancias. 
 
 
 
RESULTADOS DE APRENDIZAJE (RA) E INDICADORES DE LOGRO (IL) 
SCC 1: Identificar, formular y resolver problemas complejos aplicando principios de 
ingeniería, ciencias y matemáticas. 
Componente 1: Identifica los parámetros y variables 
clave, restricciones relevantes, y aplica las leyes de las 
ciencias. 
RA.1.1.17: Representa los problemas de 
termodinámica utilizando esquemas técnicos 
mostrando datos y restricciones. 
 
Componente 2: Formula matemáticamente un problema, 
determina las propiedades relevantes, y ecuaciones 
asociadas. 
RA 1.2.14. Crea modelos matemáticos para los ciclos 
termodinámicos presentando las incógnitas. 
RA.1.2.17. Utiliza modelos de leyes de la 
termodinámica presentando las incógnitas. 
 
Componente 3: Resuelve los problemas con la 
metodología seleccionada. 
RA 1.3.2. Soluciona problemas de termodinámica 
con procedimientos analíticos y herramientas 
computacionales para obtener los resultados 
numéricos correctos. 
I.1. Plantea adecuadamente el problema 
matemático que hace referencia al 
problema físico entregado. Define 
supuestos satisfactoriamente y 
condiciones necesarias para resolver 
matemáticamente el problema 
planteado. 
I.2. Ejecuta correctamente una solución 
analítica o numérica según se estipule, 
del problema matemático planteado. 
I.3. Organiza las ideas y escribe y 
redacta correctamente en los trabajos 
escritos solicitados. 
I.4. Presenta resultados de manera 
concisa, clara y que permita la discusión 
de los mismos. 
I.5. Ejecuta análisis de resultados 
analíticos, numéricos y/o experimentales 
así como la estimación de 
incertidumbre. 
 
CONTENIDO TEMÁTICO 
Semanas UNIDADES 
1-4 
Conceptos Generales: Sistema termodinámico; tipos de propiedades 
termodinámicas; procesos y ciclos termodinámicos; estado y equilibrio 
termodinámico; postulado de estado; procesos de estado permanente y no 
permanente; temperatura y ley cero de la Termodinámica; escalas de temperatura; 
presión, definiciones, principios e instrumentos para su medición. 
Sustancia Puras: Sustancias puras, propiedades, procesos de cambios de fase de las 
sustancias puras; presión y temperatura de saturación; diagramas de cambio de fase; 
estimación de fase y propiedades termodinámicas de sustancias puras mediante 
tablas y/o ecuaciones de estado; propiedades de los gases; definición de gas ideal; 
ecuación de estado de gas ideal y otras ecuaciones de estado. 
Primera Ley de la Termodinámica: Formas de la energía; energía interna - 
sensible, latente, química y nuclear; energía transferida por calor y trabajo; trabajo 
eléctrico; formas mecánicas del trabajo; primera ley de la Termodinámica; balances 
de energía; eficiencias de conversión energética; poder calorífico de un combustible; 
energía y medio ambiente. 
4 
Análisis de la primera ley en sistemas cerrados: Trabajo de frontera; balance de 
energía para sistemas cerrados; definición de las propiedades calor específico, 
energía interna y entalpía. 
5 
Análisis de la primera ley en sistemas abiertos: Balances de masa; flujo másico y 
flujo volumétrico; trabajo de flujo; energía transportada por un fluido en 
movimiento; balances de energía para sistemas que trabajan en flujo permanente; 
dispositivos de flujo permanente en ingeniería – análisis, funcionamiento y 
aplicaciones: toberas y difusores, turbinas y compresores, válvulas de 
estrangulamiento/expansión, cámaras de mezcla e intercambiadores de calor. 
6 
Segunda Ley de la Termodinámica: introducción a la segunda ley de la 
Termodinámica; fuentes y sumideros de energía térmica; máquinas térmicas; 
eficiencia térmica; el enunciado de Kelvin-Planck; refrigeradores y bombas de 
calor; enunciado de Clausius; máquinas de movimiento perpetuo; procesos 
reversibles e irreversibles; fuentes de irreversibilidad; procesos interna y 
externamente reversibles; el ciclo de Carnot; los principios de Carnot; Escala 
Termodinámica de temperatura; la máquina térmica de Carnot; calidad de la energía. 
7 
Entropía: definición clásica (macroscópica) de la entropía; el principio del 
incremento de entropía; cambio de entropía de las sustancias puras; procesos 
isentrópicos; diagramas de propiedades relacionados con la entropía; relaciones T – 
ds; cambio de entropía de gases ideales; trabajo reversible de flujo en estado 
permanente; minimización del trabajo de compresión; eficiencia isentrópica en 
dispositivos de flujo permanente; balance de entropía; transferencia de entropía; 
entropía generada. 
8 
Exergía: definición de la exergía; trabajo reversible e irreversibilidad; eficiencia de 
la segunda ley; exergía de flujo; balance de exergía de un sistema. Destrucción de 
la exergía. Ejemplos. 
METODOLOGÍA 
Los estudiantes atenderán clases magistrales y harán trabajos independientes propuestos en clase por 
el docente (tareas, lecturas, reportes). 
 
RECURSOS DE APOYO 
Los cursos son magistrales y requieren ayudas de presentación PowerPoint, y acceso a internet para 
videos, demostraciones, y presentaciones de grupo. Para apoyo a los estudiantes se requerirá de la 
asistencia de un monitor. 
 
EVALUACIÓN DEL CURSO 
Se realizarán exámenes parciales para evaluar el conocimiento teórico aprendido, y un trabajo final 
EVALUACIÓN RA TOTAL [%] 
Tareas y 
Exámenes 
RA.1.1.17 
RA 1.2.14. 
RA.1.2.17. 
RA 1.3.2. 
 
TOTAL: 100% 
 
 
BIBLIOGRAFÍA 
1. Yunus A. Çengel; Michael A. Boles. Termodinámica, Mc Graw Hill, 5 Ed. 
2. Michael J. Moran; Howard N. Shapiro. Fundamentals of Engineering Thermodynamics, 
John Wiley & Sons Inc, 5 Ed. 
3. Van Wylen G. Y Sonntag, R.E. “Introducción a la Termodinámica”. Ed. Limusa 1992.