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AUTORIDADES

AUTORIDADES | Facultades | Departamentos | Carreras | Materias | Docentes | Estudiantes | Misc | Ayuda

Autoridad: Emir Vargas Peredo Gest.Académica: 1/2019 Gest.Inscripción: 1/2019 Gest.Admisión: 1/2019 [NOR]

Plan Global de la materia

I. IDENTIFICACIÓN DE MATERIA FACULTAD: CIENCIAS Y TECNOLOGIA (20) CARRERAS - GRUPO(S): LICENCIATURA EN INGENIERIA INDUSTRIAL (309801) - GRP 1 MATERIA: FISICOQUIMICA COD SIS MATERIA: 2004044 TIPO GRUPO: Teórico NIVEL: C - LICENCIATURA EN INGENIERIA INDUSTRIAL PREREQUISITOS: FISICA BASICA II (2006019) - 309801

II. IDENTIFICACION DOCENTE NOMBRE DEL DOCENTE LUCIO GONZALES CARTAGENA E-MAIL (CORREO) [email protected] TELÉFONO 4409677 CELULAR 72202274

III. JUSTIFICACION GENERAL

La materia de Fisicoquímica se imparte con el objetivo de dotar al estudiante de técnicas y conocimientos explicados por el comportamiento molecular de la materia, sirve de nexo entre los conocimientos básicos y los conocimientos aplicados en el ejercicio profesional. Los parámetros termodinámicos y los parámetros de transporte molecular, utilizados como base en los procesos industriales de trasformación de materias primas en productos, son estudiados y comprendidos en esta asignatura. Los conocimientos de fisicoquímica se constituyen en la base principal de la termodinámica, las operaciones unitarias y los procesos industriales, es prácticamente imposible comprender los procesos industriales sin un conocimiento a profundidad de los parámetros termodinámicos, cinéticos y electroquímicos impartidos en esta asignatura. De las consideraciones anteriores se desprende la importancia y la justificación del conocimento a profundidad de esta asignatura.

IV. PROPÓSITOS GENERALES

El propósito es que los estudiantes y el docente estudien metodológicamente las bases termodinámicas, cinéticas, electroquímicas de los cambios de estado, las reacciones químicas y los equilibrios termodinámicos que normalmente se observan en todos los procesos industriales de producción. El propósito es también explicar molecularmente todos los cambios y las transformaciones que se observan en los procesos industriales de transformación. Al terminar el curso los estudiantes aprenderán destrezas para plantear soluciones y explicaciones racionalmente fundamentadas a todos los cambios físicos y químicos que se operan en los operaciones y procesos.

V. OBJETIVOS GENERALES

Los objetivos generales son: Estudiar, conocer y explicar el comportamiento gaseoso, líquido y sólido así como los cambios de estado de la materia Comprender y aplicar las leyes de la termodinámica a sistemas reaccionantes y a sistemas sin reacciones químicas, en

general aplicar a todos los procesos termodinámicos Estudiar y conocer las funciones de estado como la energía, la entalpía, entropía, energía libre aplicar a procesos en

los que se operan cambos de estado, a sistemas en equilibrio y sistemas reaccionantes. Estudiar el equilibrio termodinámico, electroquímico y equilibrio cinético de diversos sistemas.

VI. ESTRUCTURACIÓN EN UNIDADES DIDACTICAS Y SU DESCRIPCIÓN

UNIDAD 1NOMBRE DE LA UNIDAD Gases Reales

DURACION DE LA UNIDAD 8 (Periodos Académicos)

OBJETIVOS DE LA UNIDAD1. Que el estudiante sea capaz de corregir las ecuaciones de gases ideales para encostrar ecuaciones de estado que describan el comportamiento real de los gases

conectado 16:33

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2. Explicar el comportamiento de los diagramas de presión en función del volumen 3. Describir el estado crítico de los gases 4. Generalizar el tratamiento de gases reales mediante la ley de los estados correspondientes

CONTENIDO1. Comportamiento de los Gases reales 1.1. Desviación de comportamiento ideal 1.2. Correcciones al comportamiento ideal 1.3. Ecuación de Van der Waals 1.4. Isotermas de un gas real 1.5. Estado crítico 1.6. Ley de los estados correspondientes 1.7. Otras ecuaciones de estado

METODOLOGIA DE LA ENSEÑANZA TÉCNICAS PREDOMINANTES PROPUESTAS PARA LA UNIDAD

1. Expositiva y descriptiva 2. Estudios de caso por problemas 3. Participación de los estudiantes en forma individual y por grupos 4. Técnicas interactivas de pregunta y respuestas

EVALUACIÓN DE LA UNIDAD

1.Cuestionarios teóricos y prácticos 2. Prácticas en la solución de problemas

BIBLIOGRAFÍA ESPECIFICA DE LA UNIDAD

1. José Antonio Corrales Zarauza (1975) “Curso de Química Física”, Ed. Aguilar, Madrid 2. Glaston L. (1985) “ Tratado de Fisicoquímica” Ed. Aguilar, Madrid 3. Gilbert Castellan (1987) “Fisicoquímica” Ed. Adison Wesley, Mexico 4. Adkinson (1991) “Fisicoquímica” Ed. Fondo Educativo, Oxford

UNIDAD 2NOMBRE DE LA UNIDAD Teoria Cinética de los Gases


OBJETIVOS DE LA UNIDAD1. Asimilar los fundamentos de la Teoría Cinética 2. Deducir las leyes empíricas a partir de a teoría cinética 3. Establecer las distribuciones de Maxwell y Boltzmann 4. Definir los principios de equipartición de la energía

CONTENIDO2.1. Fundamentos de la Teoría Cinética 2.2. Presión de un Gas Ideal 2.3. Consecuencias de la Teoría Cinética 2.4. Distribución de Maxwell 2.5. Distribución de Boltzmann 2.6. Valores medios de componentes individuales 2.7. Equipartición de la energía y cuantización




1.Cuestionarios teóricos y prácticos 2. Prácticas en la solución de problemas



UNIDAD 3NOMBRE DE LA UNIDAD Aplicaciones de la Teoría Cinética




OBJETIVOS DE LA UNIDAD 1. Aplicar la teoría cinética en la deducción de parámetros de transporte y termodinámicos 2. Conocer el significado y el cálculo de los parámetros: Diámetro de Choque, recorrido libre medio, frecuencia de colisión 3. Deducir los parámetros de transporte como: viscosidad, conductividad y difusividad

CONTENIDO3.1. Introducción 3.2. Diámetro de choque 3.3. Camino libre medio 3.4. Número de colisiones por unidad de tiempo y unidad de área 3.5. Viscosidad en gases 3.6. Conductividad en gases 3.7. Difusividad en gases




1. Cuestionarios teóricos y prácticos 2. Prácticas en la solución de problemas



UNIDAD 4NOMBRE DE LA UNIDAD Primera Ley de la Termodinámica


OBJETIVOS DE LA UNIDAD1. Definir sistema, alrededores y universo 2. Definir trabajo, energía y calor 3. Formular la primera ley de la Termodinámica 4. Estudia los diferentes procesos termodinámicos 5. Deducir la relación de Cp y Cv 6. Definir entalpía del sistema 7. Explicar el movimiento térmico y distinguir entre calor y trabajo en función de los movimientos caótico y ordenado de las partículas

CONTENIDO4.1. Introducción 4.2. Términos termodinámicos: Definiciones 4.3. Trabajo y calor 4.4. Trabajo de expansión y de compresión 4.5. Transformaciones reversibles e irreversibles 4.6. Energía y primera ley de la termodinámica 4.7. Propiedades de la energía 4.8. Cambios de estado a volumen constante 4.9. Experiencia de Joule 4.10. Cambios de estado a presión constante 4.11. Relación entre Cp y Cv 4.12. Experiencia de Joule y Thomson 4.13. Cambio adiabático de estado 4.14. Cambios poli trópicos de estado









UNIDAD 5NOMBRE DE LA UNIDAD Termoquímica


OBJETIVOS DE LA UNIDAD1. Aplicar el primer principio de la termodinámica a sistemas reaccionates 2. Conocer el significado de calor de reacción, de formación, de combustión y de solución 3. Establecer, deducir y usar la ley de Hess 4. Deducir y aplicar la ley de Kirchhoff para la dependencia de la entalpía de reacción de la temperatura 5. Explicar las medidas de la bomba calorimétrica 6. Definir entalpías de combustión, hidrogenación, atomización, vaporización, fusión, disolución y solvatación

CONTENIDO5.1. El calor en las reacciones químicas 5.2. La entalpía de reacción 5.3. Las reacciones y entalpías de formación y combustión 5.4. Ley de Hess 5.5. Dependencia de la entalpía con la temperatura 5.6. Relación entre la variación de energía y la variación de entalpía 5.7. Mediciones calorimétricas 5.8. Tipos de entalpía







UNIDAD 6NOMBRE DE LA UNIDAD Segunda ley de la termodinámica


OBJETIVOS DE LA UNIDAD1. Establecer el criterio para la dirección de cambio espontáneo 2. Establecer la segunda ley de la termodinámica 3. Deducir el trabajo y la eficiencia en la máquina de Carnot 4. Definir el cambio de entropía para un sistema de referencia 5. Establecer y justificar la desigualdad de Clausius 6. Deducir y utilizar una expresión para eficiencia termodinámica máxima de una máquina calorífica

CONTENIDO6.1. Ciclo de Carnot 6.2. Segunda Ley de la Termodinámica 6.3. Características de un ciclo reversible 6.4. La eficiencia de la máquinas térmicas 6.5. Máquinas imposibles 6.6. Escala termodinámica de la temperatura 6.7. Refrigerador de Carnot 6.8. La bomba de Calor 6.9. Definición de entropía 6.10 Desigualdad de Clausius









UNIDAD 7NOMBRE DE LA UNIDAD Análisis y Discusión de la Tercera ley de la termodinámica y Entropía


OBJETIVOS DE LA UNIDAD1. Analizar y discutir de la tercera ley de la termodinámica 2. Definir la propiedades de entropía 3. Deducir los cambios de entropía en función de las variables de estado 4. Aprender a calcular la variación de entalpía en sistemas reaccionantes

CONTENIDO7.1. Propiedades de la entropía 7.2. Condiciones para la estabilidad térmica y mecánica 7.3. Cambios de entropía en relación con los cambios en las variables de estado 7.4. La entropía como función de la temperatura y el volumen 7.5.La entropía como función de la temperatura y la presión 7.6. Tercera ley de la Termodinámica 7.7. Cambios de entropía en reacciones químicas 7.8. Entropía y probabilidad







UNIDAD 8NOMBRE DE LA UNIDAD Espontaneidad y equilibrio químico


OBJETIVOS DE LA UNIDAD1. Definir la función de Gibas estándar 2. Establecer la dependencia de la energía libre en función de variables de estado 3. Calcular la variación de energía libre en sistemas reaccionantes 4. Deducir las condiciones de equilibrio a partir de la función de Gibas 5. Definir las constantes equilibrio de las reacciones químicas 6. Establecer el principio de Le Chatelier 7.Deducir la variación de las constantes de equilibrio con la temperatura

CONTENIDO8.1. Condiciones generales para equilibrio y para la espontaneidad 8.2. Energía libre de Gibas y sus propiedades 8.3. Dependencia de la energía libre con la presión y la temperatura 8.4. Equilibrio químico 8.5. Potencial químico y sus propiedades 8.6. Las condiciones de equilibrio 8.7. Las constantes de equilibrio 8.8. Energía libre estándar de formación 8.9. Dependencia de la constante de equilibrio con la temperatura 8.10. Principio de Le Chatelier









UNIDAD 9NOMBRE DE LA UNIDAD Electroquímica y pilas electroquímicas


OBJETIVOS DE LA UNIDAD1. Describir la construcción de pilas electroquímicas 2. Definir la fuerza electromotriz de una pila 3. Escribir la reacción de pila 4. Deducir y utilizar la ecuación de Nernst para la dependencia de la f.e.m. de una pila con respecto a la concentración 5. Definir el potencial de electrodo 6. Relacionar la dependencia de la f.e.m. con respecto a la temperatura con la entropía de reacción de la pila

CONTENIDO9.1. Potencial químico de especies cargadas 9.2. Diagramas de celda 9.3. Tipos de pila y nomenclatura en la notación de pila 9.4. Energía de Gibas y el potencial de la celda 9.5. Ecuación de Nernst 9.6. Electrodo de Hidrogeno 9.7. Potencial de electrodo 9.8. Dependencia de la temperatura del potencial de celda 9.9. Clases de electrodos 9.10. Constante de equilibrio a partir de potenciales estándar de media celda 9.11. Medición de potencial de la media celda 9.12. Procesos Electroquímicos técnicos







UNIDAD 10NOMBRE DE LA UNIDAD Cinética Química


OBJETIVOS DE LA UNIDAD1. Describir los tipos de reacciones química 2. Definir las velocidades de reacción química 3. Establecer las Leyes de velocidades 4. Estudiar las reacciones simples y múltiples 5. Describir las reacciones elementales y no elementales 6. Relacionar la molecularidad con el orden de las reacciones químicas 7. Establecer la constantes de velocidad como función de la temperatura 8. Estudiar los tipos de mecanismos de reacción para reacciones no elementales 9. Investigar los mecanismo de reacción a partir de la correlación de datos experimentales

CONTENIDO9.1. Ecuaciones Cinéticas y tipos de reacciones químicas 9.2. Velocidades de reacción química 9.3. Leyes de velocidades 9.4. Reacciones simples y múltiples 9.5.Reacciones elementales y no elementales 9.6. Molecularidad y orden de las reacciones químicas 9.7. Constantes de velocidad como función de la temperatura 9.8. Mecanismos de reacción para reacciones no elementales



9. 9.Investigación del mecanismo de reacción 9.10. Determinación del orden de las reacciones químicas







VII. EVALUACIÓN

La evaluación se realizará de la siguiente forma: Primer parcial: Teoría, práctica y participación N1 Segundo parcial: Teoría, práctica y participación N2 Si (N1+N2)/2>51 aprobado Si (N1+N2)/2<51 derecho a examen final Examen final teoría y practica N3 Nota final correspondiente al mayor valor del promedio de N1y N2 o N3 De esta forma se cumplirá la reglamentación de evaluación de la facultad

VIII. DISPOSICIONES GENERALES

La asistencia en la signatura es obligatoria, así como requisito indispensable resolver los problemas del libro base. El libro base definido para la materia es: José Antonio Corrales Zarauza (1975) “Curso de Química Física”, Ed. Aguilar, Madrid; En cada unidad se definirá el libro complementario más utilizado. Los exámenes teóricos y prácticos son elaborados a partir del libro base, los libros complementarios y los problemas de la práctica, La asistencia a los exámenes es obligatorio. Los estudiantes tienen la obligación de resolver los problemas de la práctica, que se les proporciona al inicio de las actividades académicas, puesto que es la base para los exámenes

IX. BIBLIOGRAFÍA GENERAL

José Antonio Corrales Zarauza (1975) “Curso de Química Física”, Ed. Aguilar, Madrid 2. Glaston L. (1985) “ Tratado de Fisicoquímica” Ed. Aguilar, Madrid 3. Gilbert Castellan (1987) “Fisicoquímica” Ed. Adison Wesley, Iberoamericana, Argentina, México 4. Adkinson (1991) “Fisicoquímica” Ed. Fondo Educativo, Oxford. 5. David W. Ball “Fisicoquímica” Ed. Thomson, México

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