Universidad de Jaén

No se han establecido requisitos previos para esta asignatura.

La asignatura se encuentra integrada dentro de la materia Ingeniería térmica y de fluidos.

Se trata de una asignatura obligatoria integrada en el módulo común a la rama Industrial y que se imparte en el primer cuatrimestre del segundo curso.

Haber superado las asignaturas de Primer Curso. En Especial: Matemáticas I y II y Física I y II

El alumnado que presente necesidades específicas de apoyo educativo, lo ha de notificar personalmente al Servicio de Atención y Ayudas al Estudiante para proceder a realizar, en su caso, la adaptación curricular correspondiente.

TEMA 1: SISTEMAS CERRADOS: PRIMER Y SEGUNDO PRINCIPIO

TEMA 2: ESTUDIO DE GASES PERFECTOS

TEMA 3: ESTUDIO DE VAPORES

TEMA 4: SISTEMAS ABIERTOS: PRIMER Y SEGUNDO PRINCIPIO

TEMA 5: ANÁLISIS EXERGÉTICO

TEMA 6: RELACIONES TERMODINÁMICAS

TEMA 7: MEZCLAS DE GASES SIN REACCIÓN Y PSICROMETRÍA

TEMA 8: CICLOS TERMODINÁMICOS DE AIRE

TEMA 9: CICLOS TERMODINÁMICOS DE VAPOR

TEMA 10: TRANSMISIÓN DE CALOR

TEMA 11: CONDUCCIÓN

TEMA 12: CONVECCIÓN. CORRELACIONES EMPÍRICAS

TEMA 13: RADIACIÓN

Tema 1: Sistemas cerrados: primer y segundo principio.- 1.1.- Noción de Sistema. 1.2.- Equilibrio térmico y mecánico de los sistemas. 1.3.- Clasificación de los sistemas. 1.4.- Propiedades de un sistema. 1.5 Estados de equilibrio. Transformaciones y procesos. 1.6.- Clases de procesos. 1.7.- Tipos de irreversibilidades. 1.8.- Concepto de calor y energía interna. 1.9.- Primer principio en sistemas cerrados. 1.10.- Trabajo de un sistema cerrado. 1.11.- Entalpía. 1.12.- Concepto de trabajo útil y efectivo. 1.13.- Concepto de máquina térmica y máquina frigorífica. 1.14.- Máquina de Carnot. 1.15.- Segundo principio de la termodinámica. 1.16.- Flujo de entropía y entropía generada. 1.17.- Disponibilidad de un sistema cerrado.

  Tema 2: Estudio de gases perfectos.- 2.1.- Capacidad calorífica y calor específico. 2.1.1.- Valor del calor específico según la transformación del sistema. 2.2.- Calores específicos de los gases perfectos. 2.2.1.- Relación entre los calores específicos de los gases perfectos. 2.3.- Capacidades caloríficas medias. 2.3.1.- Valoración de  . 2.4.- Valoración de la entalpía para gases perfectos. 2.5.- Valoración de la energía interna. 2.6.- Valoración de la entropía. 2.7.- Estudio de transformaciones en gases perfectos.

  Tema 3: Estudio de vapores. 3.1.- Cambios de fase en sistemas de un componente. 3.2.- Vapor húmedo, vapor saturado y vapor seco o recalentado. 3.3.- Diagrama entrópico T-s 3.3.1.- Estudio de transformaciones en el diagrama T-s. 3.3.2.- Ciclo de Carnot en el diagrama T-s. 3.3.3.- Ciclo de máximo rendimiento. 3.3.4.- Rendimiento térmico en ciclos reversibles. 3.3.5.- Diagrama T-s para el vapor de agua. 3.4.- Diagrama h-s para vapor de agua.

  Tema 4: Sistemas abiertos: primer y segundo principio. 4.1.- Flujo permanente. 4.2.- Conservación de la masa. 4.3.- Conservación de la energía. 4.4.- Válvulas de estrangulamiento. 4.5.- Trabajo reversible de un flujo permanente. 4.6.- Energía disponible de un flujo. 4.7.- Exergía. 4.8.- Toberas y Difusores. 4.8.1.- Velocidad del sonido en un gas. Número de Mach. 4.8.2.- Flujo adiabático. 4.8.3.- Flujo isentrópico. Variación de la velocidad del fluido con el área del flujo.  4.8.4.- Toberas y difusores. 4.8.5.- Relaciones teóricas entre propiedades de entrada y cuello para una tobera convergente-divergente. 4.8.6.- Flujo a través de Toberas y Difusores reales.

  Tema 5: Análisis exergético.- 5.1.- Introducción. 5.2.- Exergía. 5.2.1.- Ambiente. 5.2.2.- Estado muerto. 5.2.3.- Cálculo de la exergía. 5.2.4.- Otros aspectos de la exergía. 5.3.- Balance de exergía para sistemas cerrados. 5.3.1.- Desarrollo del balance de exergía. 5.4.- Exergía de flujo. 5.5.- Balance de exergía para volúmenes de control. 5.6.- Eficiencia termodinámica. 5.6.1.- Eficiencias exergéticas de algunos equipos.

Tema 6: Relaciones Termodinámicas.-6.1.- Introducción . 6.2.- Relaciones diferenciales parciales.  6.3.- Las relaciones de Maxwell. 6.3.1.- Relaciones entre propiedades a partir de diferenciales exactas. 6.4.- Ecuación de Clapeyron. 6.5.-Relaciones generales para du, dh, ds, c _v y c _p en regiones de una sola fase. 6.5.1.- Cambios de la energía interna. 6.5.2.- Cambios de entalpía. 6.5.3.- Cambios en la entropía. 6.5.4.- Calores específicos c _p  y  c _v. 6.6.- El coeficiente de Joule-Thomson. 6.7.- Factor de compresibilidad. 6.8.- Variación de entalpía, energía interna y entropía de gases ideales. 6.8.1.- Cambios de entalpía de gases reales. 6.8.2.- Cambios de energía interna de gases reales. 6.8.3.- Cambios de entropía de gases reales. 6.9.- Otras ecuaciones de estado.

Tema 7: Mezclas de gases sin reacción y Psicrometría .- 7.1.- Mezcla de gases sin reacción. 7.2.-Composición de una mezcla de gases: masa y fracción molar. 7.3.- Comportamiento p-v-T de mezclas de gases: ideales y reales. 7.4.- Propiedades de mezcla de gases: ideales y reales 7.5.- Psicrometría. Mezcla de gas-vapor. 7.6.- Aire seco y atmosférico. 7.7.- Humedad específica y relativa del aire. 7.8.- Temperatura de punto de rocío. 7.9.- Saturación adiabática y temperatura de bulbo húmedo. 7.10.- Diagrama psicrométrico. 7.11.- Análisis de procesos de acondicionamiento de aire. 7.11.1.- Calentamiento y enfriamiento simples. 7.11.2.- Calentamiento con humidificación. 7.11.3.- Enfriamiento con deshumidificación. 7.11.4.- Enfriamiento evaporativo. 7.11.5.- Mezcla adiabática de corrientes de aire húmedo. 7.11.6.- Torres de refrigeración.

  Tema 8: Ciclos de potencia de gas.- 8.1.- Conceptos generales. 8.2.- El Ciclo de aire estándar. 8.3.- Motores de combustión interna alternativos. 8.3.1.- Ciclo operativo del motor de 4 tiempos. 8.3.2.- Ciclo ideal OTTO. 8.3.3.- Ciclo ideal DIESEL. 8.3.4.- Ciclo ideal MIXTO o de SABATHE. 8.4.- Turbinas de gas. 8.4.1.- Descripción de los motores de turbinas de gas: de ciclo abierto simple; de ciclo cerrado. 8.4.2.- Ciclo Brayton ideal de aire. 8.4.3.- Ciclo Brayton real de aire. 8.5.- Otros ciclos en los motores de turbina de gas. 8.5.1.- Ciclo Ericsson. 8.5.2.- Ciclo Stirling.

  Tema 9: Ciclos de potencia de vapor y ciclos de refrigeración.- 9.1.- Introducción. 9.2.- Ciclo de Carnot para vapor. 9.3.- Análisis energético del ciclo ideal. 9.4.- Mejora del rendimiento del ciclo de Rankine. 9.4.1.- Aumento de la temperatura media de absorción de calor. 9.4.2.- Disminución de la temperatura media de cesión de calor. 9.5.- Ciclo irreversible de Rankine. 9.6.- Ciclo mixto turbina de gas - turbina de vapor. 9.7.- La refrigeración: Máquina frigorífica y bomba de calor. 9.7.1.- Máquina frigorífica. 9.7.2.- Bomba de calor. 9.7.3.- Coeficientes de eficiencia. 9.8.- Ciclo de Carnot invertido. 9.9.- Ciclos en máquinas frigoríficas de vapor. 9.9.1.- Ciclo práctico en la máquina frigorífica de vapor (Rankine invertido). 9.9.2.- Mejoras del rendimiento. 9.9.2.1.- Subenfriamiento mediante agua de refrigeración. 9.9.2.2.- Subenfriamiento mediante intercambiador de calor. 9.9.3.- Pérdidas de exergía en la instalación frigorífica.

  Tema 10: Conceptos básicos de transmisión de calor.- 10.1.- Introducción. 10.2.- Conducción. 10.3.- Convección. 10.4.- Radiación. 10.5.- Requerimientos de conservación de la energía. 10.5.1.- Conservación de la energía para un volumen de control. 10.5.2.- Balance de energía en una superficie.10.6.- Análisis de problemas de transferencia de calor.

  Tema 11: Conducción.- 11.1.- Introducción. 11.2.- El modelo para la conducción. 11.2.1.- Ecuación de difusión de calor. 11.2.2.- Condiciones iniciales y de contorno.  11.3.- Conducción unidimensional de estado estable. 11.3.1.- La pared plana. 11.3.1.1.- Distribución de temperatura. 11.3.1.2.- Resistencia térmica. 11.3.1.3.- Pared compuesta. 11.3.1.4.- Resistencia de contacto. 11.3.2.- Análisis de conducción con un método alternativo. 11.3.3.- Sistemas radiales. 11.3.3.1.- Pared cilíndrica. 11.3.3.2.- Pared esférica. 11.3.4.- Conducción con generación de energía térmica. 11.3.4.1.- La pared plana. 11.3.4.2.- Sistemas radiales. 11.3.5.- Transferencia de calor en superficies extendidas. 11.3.5.1.- Análisis de conducción general. 11.3.5.2.- Aletas de área de sección transversal uniforme. 11.3.5.3.- Aletas de área de sección transversal no uniforme. 11.3.5.4.- Eficiencia global de la superficie.  

 Tema 12: Convección. Correlaciones empíricas.- 12.1.- Transferencia de calor por convección. 12.2.- Capas límite de convección. 12.2.1.- Capa límite de velocidad o hidrodinámica. 12.2.2.- Capa límite térmica. 12.2.3.- Capa límite de concentración. 12.2.4.- Significado de las capas límite.12.3.- Flujo laminar y turbulento. 12.4.- Correlaciones empíricas para convección. Introducción. 12.5.- Ecuaciones Diferenciales de la convección. 12.5.1.- Convección forzada. 12.5.2.- Convección libre. 12.5.3.- Transmisión de calor en los cambios de estado. 12.6.- Correlaciones empíricas en convección. 12.6.1.- Flujo externo, convección forzada, sin cambio de fase. 12.6.2.- Flujo interno, convección forzada, sin cambio de fase. 12.6.3.- Convección libre, sin cambio de estado. 12.6.3.1.- Circulación alrededor de placas y tubos verticales (flujo externo). 12.6.3.2.- Circulación alrededor de placas horizontales e inclinadas (flujo externo). 12.6.3.3.- Circulación alrededor de cilindros horizontales (flujo externo).  12.6.3.4.- Convección natural entre cilindros concéntricos. 12.6.3.5.- Condensación laminar.

  Tema 13: Radiación.- 13.1.- Introducción.13.2.- Intensidad de la radiación. 13.2.1.- Definiciones. 13.2.2 Relación con la emisión. 13.2.3 Relación con la irradiación. 13.2.4 Relación con la radiosidad. 13.3.- Radiación de un cuerpo negro. 13.3.1 Distribución de Planck. 13.3.2 Ley de desplazamiento de Wien. 13.3.3 Ley de Stefan-Boltzmann. 13.3.4 Emisión de banda. 13.4.- Emisión superficial. 13.5. Absorción, reflexión y Transmisión superficiales. 13.5.1 Absortividad. 13.5.2 Reflectividad. 13.5.3 Transmisividad. 13.5.4 Consideraciones especiales. 13.6. Ley de Kirchhoff. 13.7. Superficie gris.