1. INTRODUCCIÓN A LA TERMODINÁMICA. CONCEPTOS FUNDAMENTALES. PROPIEDADES pvT DE UNA SUSTANCIA PURA 1.1 Variables termodinámicas. Procesos y estados. Trabajo, calor y calentamiento (nivel térmico). Temperatura y escalas de temperatura. Espacio de estados de una sustancia pura. Concepto de fase. La relación pvT. La superficie pvT y sus proyecciones. Diagrama de fases. Cambio de fase. Título de vapor. Tablas y gráficos de propiedades. Ecuaciones térmicas de estado. 2. ESTIMACIÓN DE PROPIEDADES. PRINCIPIO DE LOS ESTADOS CORRESPONDIENTES Y CORRELACIONES GENERALIZADAS 2.1 Ecuaciones de virial. Ecuaciones cúbicas. Factor de compresibidad. Principio de los estados correspondientes. Ecuaciones de estado en variables reducidas. Diagrama del factor de compresibilidad generalizado. Correlaciones generalizadas. 2.2 PRÁCTICA de laboratorio: Propiedades térmicas de sustancias puras 3. PROCESOS IDEALES. TERMODINÁMICA DEL GAS PERFECTO 3.1 Procesos y procesos ideales. Formas diferenciales para el calor y el trabajo en procesos ideales. Procesos ideales y procesos reversibles. Aplicación al caso del gas perfecto. Ecuación de las adiabáticas ideales del gas perfecto. 4. PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA 4.1 Primera ley de la Termodinámica. Energía interna y energía total. Balance general de la energía en sistemas cerrados. Entalpía. 5. BALANCE DE ENERGÍA EN SISTEMAS CERRADOS Y EN VOLÚMENES DE CONTROL 5.1 Concepto de volumen de control. Ecuación de balance en sistemas abiertos. Aplicaciones toberas y difusores, turbinas, compresores y bombas, intercambiadores de calor, dispositivos de estrangulación. Análisis de sistemas en régimen transitorio. Llenado y vaciado de depósitos. 6. LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA 6.1 Axioma de la Segunda Ley. Desigualdad de Clausius para procesos cíclicos. Temperatura absoluta. Cotas al rendimiento de los procesos cíclicos. 7. ENTROPÍA Y DESIGUALDAD DE LA ENTROPÍA 7.1 La función de estado entropía. Desigualdad de la entropía en sistemas cerrados. Entropía generada. Desigualdad de la entropía en volúmenes de control, transitorios y estacionarios. Rendimiento isentrópico de un proceso adiabático. Potenciales Termodinámicos y relaciones entre las funciones termodinámicas. Máximo trabajo útil. Concepto de exergía. Ecuación del balance de la exergía. Rendimiento exergético. 7.2 PRÁCTICA de aula informática: Correlaciones generalizadas para las discrepancias de entalpía, energía interna y entropía. Método de discrepancias. Capacidad calorífica en estado de gas perfecto. Propiedades en estado de gas perfecto. Discrepancia de la entropía. Discrepancia de la entalpía. Discrepancias de otras funciones de estado. 8. CICLOS DE TURBINA DE GAS 8.1 Ciclo de Brayton o Joule. Irreversibilidades del ciclo. Influencia de los diferentes parámetros sobre el rendimiento del ciclo. Turbina de gas regenerativa. Turbina de gas regenerativa con recalentamiento y refrigeración. 8.2 PRÁCTICA de aula informática: Simulación de procesos en máquinas térmicas 9. CICLOS DE POTENCIA DE VAPOR 9.1 El ciclo de vapor de Carnot. Ciclo de Rankine. Irreversibilidades del ciclo. Rendimiento e influencia de los diferentes parámetros del ciclo. Efecto de la presión. Mejoras en el ciclo. Ciclo con regeneración. Ciclo con recalentamiento. Ciclos combinados. 10. CICLOS DE MÁQUINAS FRIGORÍFICAS. PROCESOS DE LICUEFACCIÓN DE GASES 10.1 Máquina frigorífica y bomba de calor. Ciclo simple de compresión de vapor. Características de los fluidos refrigerantes. Sobrecalentamiento a la salida del evaporador y subenfriamiento a la salida del condensador. Ciclos en cascada. Ciclos de compresión multietapa. Criogenia. Ciclo Linde. Ciclo dual.

Los conocimientos de esta asignatura definen el marco conceptual necesario para modelizar sistemas y procesos desde el punto de vista energético. A través de la asignatura, el estudiantado adquirirá competencias relacionadas con la eficiencia energética, contribuyendo así al desarrollo del Objetivo de Desarrollo Sostenible 7: Energía asequible y no contaminante, en su Meta 7.3: Duplicar la tasa de eficiencia energética.

La asignatura cubre el tratamiento autocontenido de la Primera y la Segunda Ley de la Termodinámica: el establecimiento de las funciones de estado energía interna y entropía: el establecimiento de las ecuaciones de balance de la energía y la entropía para sistemas cerrados y para volúmenes de control, tanto estacionarios como transitorios. Adicionalmente, se desarrolla de manera exhaustiva el análisis y discusión de las ecuaciones de estado, que describen las propiedades termodinámicas de las sustancias reales. Se introduce y explota los diferentes métodos para su estimación y empleo en el contexto de los balances energéticos y entrópicos de los procesos industriales. La estructura de la asignatura queda constituida en tres bloques didácticos: 1) Estudio de las propiedades pvT de las sustancias puras. 2) Análisis de las leyes de la Termodinámica tanto en sistemas cerrados como en volúmenes de control. 3) Estudio de los ciclos termodinámicos aplicados a las máquinas térmicas.

PRUEBA ESCRITA: 2 actos, 80% de la nota final. Primer parcial (aproximadamente de 3 horas de duración): 40% de la nota final Segundo parcial (aproximadamente de 3 horas de duración): 40% de la nota final PRÁCTICAS: 3 actos, 20% de la nota final. Se promediará las notas obtenidas en las tres sesiones de prácticas de laboratorio. La nota de cada sesión práctica consistirá en la nota del test individual realizado al inicio (20%) y la del informe realizado por parejas y entregado al profesor al acabar la sesión (80%). La no asistencia a la sesión asignada implicará una nota de 0 en la misma. No habrá posibilidad de cambio de grupo de prácticas si no es previa formalización a través de la Secretaría de la Escuela. Para superar la asignatura es necesario obtener más de 5 puntos sobre 10 en la nota final, con la condición de haber obtenido al menos 4 puntos en cada prueba escrita parcial. Para las prácticas no hay condición de nota mínima para superar la asignatura. Cada una de las pruebas escritas podrá recuperarse en un examen específico al final del cuatrimestre de aproximadamente 2 horas de duración cada uno. Si el estudiantado considera oportuno presentarse al examen final para intentar mejorar nota, la calificación obtenida en dicha prueba reemplazará a la correspondiente de la evaluación ordinaria (tanto si es superior como inferior). Debido a las necesidades de organización del examen (tamaño del aula, profesores que asisten al examen, fotocopias, etc.), el estudiantado que desee presentarse, deberá avisar utilizando el canal oficial que así defina el profesor con al menos 4 días hábiles de antelación. Para las prácticas habrá posibilidad de recuperación cuando, habiéndose obtenido una nota de 5 como mínimo en cada examen parcial, al aplicar los pesos de cada parte (pruebas escritas y prácticas) la nota final de la asignatura resultase suspendida. Dicha prueba se realizará el día del examen final, y permitirá obtener en prácticas hasta una nota media de 5. Con una nota inferior a 4 en alguna de las dos pruebas escritas parciales, la calificación otorgada será la que resulte teniendo en cuenta los pesos de cada parte (pruebas escritas y prácticas), hasta un valor máximo de 4 puntos.