UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
FACULTAD DE MINAS
PROGRAMA CALENDARIO
SEMESTRE 02 DE 2009ASIGNATURA
:TERMODINMICA AVANZADA PARA INGENIEROS
CDIGO
:3008565TIPO DE ASIGNATURA:Terica 4 H/s.
CREDITOS
: 4
PROFESOR
:Bibian Alonso Hoyos M. (Oficina M4-214)
[email protected]
http://www.docentes.unal.edu.co/bahoyos/
OBJETIVOS
Generales
Introduccin de los conceptos fundamentales, fsicos y matemticos
de la termodinmica moderna. Ensear las bases fundamentales
estadsticas de las propiedades termodinmicas microscpicas.
Conceptuar fsicamente las propiedades termodinmicas. Unin de las
interacciones moleculares fundamentales con la Termodinmica.
Especficos
Aplicacin de los principios termodinmicos en sistemas
especficos, incluyendo ecuaciones de estado, soluciones no ideales,
sistemas complejos de equilibrio qumico y fsico. Introducir los
conceptos fundamentales de la termodinmica no fenomenolgica
Familiarizacin de la terminologa y aproximacin terica de la
Termodinmica. Uso de conceptos bsicos de Mecnica Estadstica para la
simulacin de sistemas moleculares y su implicacin en la
Termodinmica.
2.PROGRAMA RESUMIDO.
Repaso Termodinmica clsica.
Mecnica estadstica.
Aplicaciones en sistemas especficos
Equilibrio Lquido Vapor.
Equilibrio Lquido Lquido.
Termodinmica de polmetros.
Termodinmica de superficies.
3.PROGRAMA DETALLADO.
1. Repaso de Termodinmica Clsica de Sistemas Puros
Propiedades termodinmicas a partir de datos volumtricos. Presin
y temperatura como variables independientes. Fugacidad de un
componente en una mezcla. Fugacidad de substancias puras.
Temperatura y volumen como variables independientes. Fugacidad de
un componente a partir de una ecuacin de estado cbica. Equilibrio
de fases a partir de propiedades volumtricas. Postulados, Leyes,
relaciones fundamentales, relaciones de Maxwell.
2. Mecnica Estadstica.Entropa y temperatura. Mecnica estadstica
clsica. Ergodicidad. Promedios y ensambles. Interacciones
moleculares, Interacciones: largo y corto alcance. Funciones de
potencial-energa. Simulaciones moleculares: dinmica molecular y
Monte Carlo
3. Aplicaciones en sistemas especficos
Fugacidad y Equilibrio Vapor-Lquido
Mezclas ideales. Mezclas de Lewis: fugacidad y potencial qumico.
Clculo de fugacidad de ecuaciones de estado. Ley de Raoult.
Actividad y Equilibrio Lquido- Lquido
Propiedades de exceso y actividad. Fugacidad Vs. Actividad.
Mezclas diluidas. Constantes de Henry. Estabilidad termodinmica.
Equilibrio en mezclas ternarias y puntos crticos. Modelos sencillos
de mecnica estadstica.
Termodinmica de Polmeros
Solubilidad de soluciones polimricas. Generalizacin de la Teora
de Flory-Huggins. Copolimeros en bloque. Derivaciones alternativas
de la teora de Flory-Huggins
Termodinmica de Superficies
Tensin superficial de una superficie plana. Energa libre de
Gibbs de una superficie plana y la relacin Gibbs-Duhem. Superficies
curvas. Fuerzas capilares. Dependencia de la temperatura en la
tensin superficial. Mezclas. Vapor-lquido, lquido-lquido.4. MTODO
DE TRABAJO.
El curso se desarrollara por medio de la utilizacin de la tcnica
de indagacin critico-creativa (ICC):
1) Presentacin holistica del tema
2) Realizacin de la indagacin.
3) Respuesta a las preguntas.
Se espera por parte del estudiante un compromiso en cuanto
a:
-Leer con anterioridad sobre el tema correspondiente.
- Dedicar al menos 8 H/s para complemento por fuera del
aula.
-Consulta en biblioteca, otras fuentes o con el profesor.
5. EVALUACIONES.
La evaluacin est ntimamente ligada a la metodologa propuesta
para el curso y se basa en el trabajo activo y participativo de los
estudiantes, quienes desarrollaran las diferentes actividades
descritas como parte de la evaluacin y eventualmente, mediante
exposiciones o trabajos escritos, se socializar los logros
alcanzados por cada uno de ellos.
6.BIBLIOGRAFA.
J. M. Prausnitz, R. N. Lichtenthaler, E. Gomez de Acevedo
Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase Equilibria. 3 Ed.
Prentice-Hall Inc. 1999. New Jersey.D. Frenkel, B. Smit.
Understanding Molecular Simulations, 2da Edicion, 2002.
Medelln, Agosto de 2009.
TERMODINMICA AVANZADA PARA INGENIEROS (3008565)Programa de
lecturasSEM. 02-2009REUNION TEMALECTURAFECHA/OBS
1Presentacin
2Repaso TermodinmicaPrausnitz Cap 1 y 2
3Prop. a partir de datos volumtricosPrausnitz Cap 3
4introd.. Termo estadsticaPrausnitz Ap. B
5F/zas intermolecularesPrausnitz Sec. 4.1 - 4.5
6Teora molecular de estados correspondientesPrausnitz sec. 4.12-
4.13
7ErgodicidadFrenkel Cap 1 y 2
8Simulacin Monte Carlo IFrenkel Sec 3.1-3.2
9Simulacin Monte Carlo II Frenkel Sec. 3.3 3.4
10 y 11Simulacin Monte Carlo III (estudio de casos)
12Dinmica Molecular IFrenkel Sec. 4.1-4.3
13Dinmica Molecular IIFrenkel Sec.4.4-4.5
14 y 15Dinmica Molecular III (estudio de casos)
16 a 32Aplicaciones
