IDENTIFYING DATA 2023_24
Subject (*) TERMODINÀMICA Code 20204114
Study programme
Grau en Enginyeria Química (2010)
Cycle 1r
Descriptors Credits Type Year Period Exam timetables and dates
6 Obligatòria Segon 1Q
Modality and teaching language
Department Enginyeria Mecànica
Enginyeria Química
Coordinator
FONT CAPAFONS, JOSÉ
E-mail jose.font@urv.cat
felix.llovell@urv.cat
giuseppe.colella@urv.cat
Lecturers
FONT CAPAFONS, JOSÉ
LLOVELL FERRET, FÈLIX LLUÍS
COLELLA , GIUSEPPE
Web
General description and relevant information

DESCRIPCIÓ GENERAL DE L'ASSIGNATURA: L'assignatura s'enfoca a la part de la termodinàmica més directament relacionada amb el disseny d'unitats de separació i reacció. Els objectius educatius principals són: Estimar les propietats termodinàmiques de substàncies pures i de mescles; caracteritzar un sistema multifàsic o reactiu en equilibri a partir de les funcions d’estat entropia i energia lliure; generar i interpretar els diagrames de fases de substàncies pures i mescles multicomponent; determinar les condicions de l’equilibri químic en sistemes reactius homogenis i heterogenis; i, finalment, aplicar els anteriors conceptes al disseny de processos químics.


Competències
Type A Code Competences Specific
 A1.1 Aplicar efectivament el coneixement de les matèries bàsiques, científiques i tecnològiques pròpies de l'enginyeria
 A4.1 Coneixements de termodinàmica aplicada i transmissió de calor. Principis bàsics i la seva aplicació a la resolució de problemes d'enginyeria (RI1)
Type B Code Competences Transversal
Type C Code Competences Nuclear

Resultats d'aprenentage
Type A Code Learning outcomes
 A1.1 Aplica correctament la termodinàmica i la transmissió de calor, i la seva aplicació a la resolució de problemes d'enginyeria.
 A4.1 Aplica, amb criteri, una equació d'estat apropiada per representar el comportament PVT de gasos a alta pressió i/o a líquids.
Calcula canvis d'energia interna, entalpía i entropia per a gasos en condicions de comportament no ideal mitjançant l'ús de propietats residuals.
Descriu les condicions d'equilibri mitjançant el potencial químic o fugacitat i la seva relació amb altres propietats termodinàmiques.
Interpreta les diferents formes (P-x-y, T-x-y, x-y, P-T, H-P, H-S, etc.) de representar el comportament de l'equilibri de fases en mescles o de les propietats termodinàmiques de fluids purs.
Determina les condicions d'equilibri de fases utilitzant, si fa falta, models d'estimació de coeficients d'activitat i de fugacitat o l'ús d'equacions d'estat, elegit amb criteri.
Calcula sistemes en equilibri químic en funció de la temperatura, la pressió i la composició, amb reacció múltiple o única, tant en fase gas com a líquida.
Type B Code Learning outcomes
Type C Code Learning outcomes

Continguts
Topic Sub-topic
1. Revisió de conceptes Què és la Termodinàmica. Aplicacions. Primer principi. Segon principi.
2. El comportament PVT dels fluids La regla de les fases. Projecció en
dues dimensions de diagrames PVT. Necessitat pràctica dels diagrames PVT.
3. Equacions d'estat El gas ideal. Gasos reals. L'expansió del virial.
Equacions d'estat cúbiques. Altres equacions d'estat.
4. El principi dels estats corresponents Definició i aplicacions. Factor acèntric de Pitzer. Correlacions generalitzades.
5. Estimació de propietats termodinàmiques L'equació fonamental de la Termodinàmica. Les relacions de Maxwell. Càlcul de propietats termodinàmiques. Propietats residuals.
6. Equilibri Criteris d'equilibri. El potencial químic. Aplicació dels criteris d'equilibri. Diagrames de fases de substàncies pures. L'equació de Clapeyron.
7. Propietats termodinàmiques en sistemes multicomponent La regla de les fases revisitada. Diagrames binaris de fases. Interpretació.
8. Equilibri líquid-vapor en mescles binàries Fugacitat. Càlcul de fugacitat de substàncies pures. Càlcul de fugacitat en mezcles. Solucions ideals i no ideals: llei de Raoult revisitada. Coeficients d'activitat i el seu càlcul. La llei de Henry.
9. Equilibri de fases Càlcul sistemàtic de l'equilibri líquid-vapor. Azeotrops. Equilibri líquid-vapor a alta pressió. Aplicació a la destil·lació. Equilibri líquid-líquid: mescles ternàries. Equilibri líquid-sòlid i gas-sòlid: adsorció.
10. Equilibri químic Estequiometria i grau d'avanç (conversió). Condicions d'equilibri. La constant d'equilibri. Reacció en fase gas. Reacció en fase líquida. Reaccions heterogènies. Reaccions múltiples.

Planificació
Methodologies  ::  Tests
  Competences (*) Class hours
Hours outside the classroom
(**) Total hours
Activitats Introductòries
A1.1
A4.1
1 1 2
Sessió Magistral
A1.1
A4.1
32 54 86
Resolució de problemes, exercicis a l'aula ordinària
A1.1
A4.1
12 26 38
Treballs
A4.1
3 12 15
Atenció personalitzada
A1.1
A4.1
1 1 2
 
Proves objectives de preguntes curtes
A1.1
A4.1
7 0 7
 
(*) On e-learning, hours of virtual attendance of the teacher.
(**) The information in the planning table is for guidance only and does not take into account the heterogeneity of the students.

Metodologies
Methodologies
  Description
Activitats Introductòries Presentació dels continguts i l'organització de l'assignatura, així com la seva connexió amb assignatures prèvies i posteriors. Revisió del material disponible a l'espai Moodle.
Sessió Magistral Combinació de classe magistral i estudi de casos mitjançant la introducció dels conceptes bàsics, la discussió d'exemples i la realització conjunta d'exercicis de forma presencial. Es contemplen reunions de discussió grupals o individuals per aclarir conceptes o metodologies. S'inclou la dedicació de l'estudiant a les tasques d'estudi per aprofundir en la comprensió dels conceptes proporcionats.
Resolució de problemes, exercicis a l'aula ordinària Resolució de col·leccions de problemes per part dels estudiants, individualment o en grup, amb supervisió per part del professorat. Inclou el treball individual de l'estudiant derivat d'aquesta activitat. En dates comunicades convenientment, es recolliran problemes realitzats en grup.
Treballs Resolució d'un cas pràctic d'aplicació de la termodinàmica en el disseny de processos propis de la indústria del procés químic. Treballant en grups petits, caldrà aplicar amb criteri i en un context real els conceptes desenvolupats en el sí de l'assignatura.
Atenció personalitzada Reunions, individuals o grupals, en horari d'atenció per tal de clarificar aspectes específics dels conceptes proporcionats.

Atenció personalitzada
Description
En la mesura de les possibilitats, trobades, fora de l'aula, individuals o en grups reduïts per tal de discutir sobre qüestions o problemes concrets. L'horari d'atenció serà comunicat convenientment i les formes de contactar informades a l'espai Moodle.

Així mateix, es disposarà d'una sala virtual de reunions per realitzar videoconferències en el mateix horari. L'enllaç a la sala serà informada convenientment a l'espai Moodle.

Avaluació
Methodologies Competences Description Weight        
Resolució de problemes, exercicis a l'aula ordinària
A1.1
A4.1
1. Lliurament d'exercicis realitzats en grup, presencialment, i demanats periòdicament en finalitzar la sessió. Es sol·licitaran 12 lliuraments. Es podrà descartar fins al 25% dels lliuraments per calcular la nota global. 5%
Treballs
A4.1
2. Treball realitzat en grup. Es resoldrà una situació pràctica d'aplicació dels conceptes termodinàmics en un context real. 15%
Proves objectives de preguntes curtes
A1.1
A4.1
Hi participen diferents proves en diferents moments:

3. Resolució d'un problema, similar als disponibles a les col·leccions, durant un temps limitat a una hora. Es realitzarà en dues ocasions, sense previ avís. (2.5% + 2.5%)

4. Dues proves individuals intermèdies mitjançant preguntes curtes conceptuals i problemes d'aplicació sobre els continguts proporcionats fins al moment. (15% + 20%)

5. Prova individual al final del període lectiu que inclou tots els continguts de l'assignatura. Estarà formada d'una part dedicada a conceptes i d'una altra a aplicació pràctica. (40%)
80%
Others  
 
Other comments and second exam session

Aquesta assignatura presenta condicions específiques de superació.

És condició necessària però no suficient per superar l'avaluació, independentment de qualsevol altra consideració, ser capaç d'interpretar i generar diagrames binaris d'equilibri de fases. A la prova final (5) o l'examen de 2ª convocatòria, s'indicarà quins exercicis seran utilitzats per verificar l'acompliment d'aquesta condició.

2ª convocatòria

Es mantindrà la contribució de la part d'avaluació continuada relacionada amb la resolució de problemes, és a dir, els apartats 1 i 3 de la descripció general, per un total del 10%. Així doncs, la prova de 2ª convocatòria, de format similar a la descripció feta a l'apartat 5, representarà un 90% de la qualificació final.

Durant les proves, no es poden tenir mòbils activats a la vista i queda completament prohibit manipular-los durant la prova.

En qualsevol prova, no es pot usar cap mitjà de comunicació externa ni pot connectar-se a la xarxa per fer quelcom que no sigui estrictament permès i informat a l'examen.

L'incompliment de les dues normes anteriors comporta el suspens immediat, independentment de les repercussions disciplinàries que se'n puguin derivar.

Addicionalment, es proporcionaran instruccions complementàries en cada prova, igualment vinculants.


Fonts d'informació

Bàsica SMITH, S.; VAN NESS, H.C., ABBOTT M.M., Introducción a la Termodinámica en Ingeniería Química, la més recent, McGraw-Hill

Complementària KYLE, B. J., Chemical and Process Thermodynamics, la més recent, Prentice Hall
ELLIOT, J.R.; LIRA, C.T., Introductory Chemical Engineering Thermodynamics, la més recent, Prentice Hall PTR
ATKINS, P. W., Physical Chemistry, la més recent, Oxford University Press
Don W. Green (ed.), Perry's Chemical Engineers' Handbook, la més recent, McGraw-Hill
POLING, B.E.; PRAUSNITZ, J.M.; O'CONNELL, J.P., The properties of gases and liquids, la més recent, McGraw-Hill

A l'espai Moodle de l'assignatura, trobareu més informació sobre documentació d'ús habitual en aquesta àrea.

Recomanacions

Subjects that continue the syllabus
DISSENY D'OPERACIONS DE BESCANVI DE CALOR/20204112
TERMODINÀMICA TÈCNICA/20204115
LABORATORI INTEGRAT D'OPERACIONS UNITÀRIES/20204121
DISSENY D'OPERACIONS DE SEPARACIÓ/20204122

Subjects that are recommended to be taken simultaneously
LABORATORI INTEGRAT DE TERMODINÀMICA I CINÈTICA QUÍMIQUES/20204120
PROCESSOS I PRODUCTES QUÍMICS/20204117
MATEMÀTIQUES II/20204006
MATEMÀTIQUES III/20204007
CINÈTICA QUÍMICA I DISSENY DE REACTORS/20204124

Subjects that it is recommended to have taken before
FONAMENTS D'ENGINYERIA DE PROCESSOS/20204116
COMPUTACIÓ EN ENGINYERIA DE PROCESSOS/20204002
FISICOQUÍMICA/20204004
MATEMÀTIQUES I/20204005
(*)The teaching guide is the document in which the URV publishes the information about all its courses. It is a public document and cannot be modified. Only in exceptional cases can it be revised by the competent agent or duly revised so that it is in line with current legislation.