Materia	Carrera	Plan	Año	Periodo
TERMODINAMICA	ING. EN ALIMENTOS	38/11	2020	2° cuatrimestre

Docente	Función	Cargo	Dedicación
MONTAÑA, MARIA PAULINA	Prof. Responsable	P.Tit. Exc	40 Hs
ABELLO, MARIA CRISTINA	Prof. Colaborador	P.Tit. Exc	40 Hs
ANDRADA, MATIAS FERNANDO	Prof. Colaborador	P.Adj Exc	40 Hs
DIMARCO PALENCIA, FRIDA CLAUDI	Responsable de Práctico	A.1ra Exc	40 Hs
MUÑOZ, VANESA ALEJANDRA	Responsable de Práctico	JTP Exc	40 Hs

La Química-Física es una disciplina básica para el desarrollo del Plan de la Ingeniería en Alimentos. Esta asignatura, Termodinámica, da los fundamentos teórico-prácticos necesarios para el conocimiento y la interpretación de los procesos fisicoquímicos. Además, sirve de apoyatura a los cursos que le siguen, en los temas específicos de la Termodinámica

· Brindar una adecuada formación para la interpretación de los distintos fenómenos fisicoquímicos.
· Comprender adecuadamente los conceptos relativos a energía, movimiento y materia, particularmente en sus aplicaciones a los proceso unitarios y a los conceptos físico-químicos de las transformaciones y transferencias.
· Explicar de qué manera la energía y sus transformaciones juegan un papel de suma importancia desde siempre, tanto en los aspectos biológicos como técnicos e industriales.
· Hacer el nexo entre sus contenidos y aquellas disciplinas que se apoyan en la Termodinámica.
· Proporcionar en lo posible a los educandos, las herramientas para un manejo técnico y teórico-práctico de los problemas termodinámicos en el campo específico de la Ingeniería en Alimentos.

TEMA 1: Introducción y terminología. Gases: Leyes Empíricas. Gases Ideales. Ecuación de estado para los gases ideales. Gases Reales: Ecuación de Van der Waals y del Virial. Estado Crítico y Ley de los estados correspondientes. Factor de compresibilidad. Otras ecuaciones de estado: ecuación de Redlich-Kwong. Mezcla de gases ideales y reales. Ley de distribución barométrica.Coeficiente de expansión isobárica y de compresibilidad isotérmica.


TEMA 2: Termodinámica. Ley cero de la termodinámica. Temperatura y termometría. Calor y Trabajo. Primera Ley de la Termodinámica . Aplicación a sistemas cerrados. Capacidad calorífica. Función entalpía. Experiencia de Joule. Relaciones entre CP y CV. Experiencia de Joule Thomson. Transformaciones politrópicas: isotérmicas, adiabáticas, isométricas e isobáricas. Termoquímica. Entalpía molar estándar. Calor de reacción. Calores de formación. Calores de combustión. Entalpías de enlace. Calores involucrados en los cambios de fase. Ecuación de Kirchoff. Termoquímica experimental y su importancia en la determinación de valor calórico en alimentos.


TEMA 3: Segunda Ley de la Termodinámica. Rendimiento de las máquinas térmicas.Ciclos reversibles. Escala de temperatura termodinámica. Función entropía. Desigualdad de Clausius. Cambios de entropía en sistemas aislados. Combinación de Primera y Segunda Ley. Entropía estándar y tercera ley de la Termodinámica. Cambios de entropía en las reacciones químicas.Consideraciones prácticas en Máquinas térmicas. Motores de Combustión interna. Ciclos de Refrigeración.


TEMA 4: Condiciones generales de equilibrio y espontaneidad. Función trabajo. Función energía libre de Gibbs. Ecuaciones fundamentales de la termodinámica y relaciones de Maxwell. Ecuación termodinámica de estado. Energía libre de los gases reales: fugacidad. Energía libre estándar. Variación de energía libre en reacciones químicas. Variación de la energía libre con la temperatura: Ecuación de Gibbs- Helmholtz.


TEMA 5: Equilibrio entre fases.Transformaciones físicas de sistemas de un componente. Curvas de potencial químico vs. Temperatura. Ecuación de Clapeyron y de Clausius-Clapeyron. Diagrama de fases para el H2O, el CO2 y el S. Regla de las fases


TEMA 6: Sistemas multicomponentes.Mezclas simples. Propiedades molares parciales. Potencial químico y ecuación de Gibbs-Duhem. Potencial químico en mezclas de gases y en líquidos. Energía libre y entropía de mezclas. Soluciones con más de un componente volátil. Ley de Raoult. Diagramas presión -composición y temperatura-composición.Regla de la palanca. Cambios de estado por reducción isotérmica de la presión. Cambios de estado con aumento de la temperatura. Destilación fraccionada.Azeotropos. Solución ideal diluida. Ley de Henry. Ley de distribución de Nernst. Equilibrio líquido- líquido. Equilibrio líquido-sólido. Propiedades coligativas: descenso de la presión de vapor, descenso del punto de congelación, aumento de la temperatura de ebullición y presión osmótica.


TEMA 7: Sistemas de composición variable. Equilibrio químico. Grado de avance. Constante de equilibrio termodnámica. Principio de Le Chatelier. Equilibrio químico en mezclas gaseosas ideales: Kp. Equilibrio químico en mezclas gaseosas reales. Variación de la constante de equilibrio con la temperatura: ecuación de Van´t Hoff. Equilibrio entre gases y fases condensadas. Reacciones acopladas.


TEMA 8: Equilibrio en sistemas no ideales. Actividad. Actividad y equilibrio de reacción. Actividad en soluciones electrolíticas. Teoría de Debye-Hückel sobre la estructura de soluciones iónicas diluídas. Ley límite y su extensión para soluciones más concentradas. Equilibrio en soluciones iónicas. El agua como solvente.


TEMA 9: Aire Húmedo. Conceptos teóricos básicos. Definiciones fundamentales:humedad absoluta y relativa, temperatura de bulbo seco y de bulbo húmedo, temperatura de rocío. Diagrama psicrométrico. Aplicaciones.

TRABAJOS PRÁCTICOS DE LABORATORIO:

1.- CALORIMETRIA: Determinación del calor de formación de H2O(L) a partir de los iones H+ y HO- en solución.
2.- SOLUCIONES: Determinación del diagrama de equilibrio líquido- vapor de soluciones binarias reales.
3.- EQUILIBRIO FISICO: Determinación del coeficiente de distribución de Nernst.
4.- EQUILIBRIO QUÍMICO: Determinación de la constante de equilibrio.


TRABAJOS PRÁCTICOS DE AULA:
Resolución de 200 problemas de aplicación de los temas desarrollados en las clases teóricas.

NORMAS GENERALES DE SEGURIDAD
Al comienzo de la guía de Trabajos Prácticos de Aula se describen las normas generales de seguridad e higiene de trabajo en el laboratorio. Se indican las salidas de emergencias, la ubicación de matafuegos, las duchas y lavaojos, etc. Se describen los elementos de protección personal que el alumno debe disponer para realizar un práctico de laboratorio. Se imparten normas para la manipulación de materiales de vidrio y productos químicos, eliminación de residuos, así como las indicaciones para prevenir incendios. En esta guía se señalan las acciones a seguir en caso de emergencia: fuego en laboratorio; quemaduras; cortes; derrames de productos químicos sobre la piel; contacto de productos químicos en los ojos; inhalación de productos químicos; actuación en caso de ingestión de productos químicos.

NORMAS DE TRABAJO
1.Antes comenzar el trabajo en el laboratorio debe familiarizarse con los elementos de seguridad disponibles y seguir, rigurosamente, las indicaciones del profesor a cargo de la realización del trabajo práctico.
2.Utilizar antiparras de seguridad para evitar salpicaduras.
3.Se debe usar guardapolvo en el laboratorio. No llevar ropa corta.
4.Es recomendable utilizar guantes, sobre todo cuando se utilizan sustancias corrosivas o tóxicas.
5.Evitar que las mangas, puños o pulseras estén cerca de las llamas o de la máquina eléctrica en funcionamiento.
6.No comer ni beber en el laboratorio.
7.Lavarse las manos después de cada experimento y antes de salir del laboratorio.
8.No fumar en el laboratorio por razones higiénicas y de seguridad.
9.Cerrar herméticamente los frascos de productos químicos después de utilizarlos.
10.El área de trabajo tiene que mantenerse siempre limpia y ordenada, sin libros, abrigos, bolsas, productos químicos vertidos, exceso de frascos de productos químicos, equipos.

• La asignatura se dictará de manera mixta: bajo un formato virtual, a distancia, se desarrollarán los contenidos teóricos y los ejercicios de aplicación, mientras que los trabajos prácticos de laboratorio se realizarán de acuerdo a la modalidad de presencialidad adaptada u otra manera que las autoridades dispongan.

• La asignatura usará la plataforma Moodle, el espacio de aulas virtuales gestionado por la FCFMN, como lo viene haciendo desde hace tres años.

• Las teorías estarán disponibles en el aula virtual de manera progresiva y en orden según el programa. Los estudiantes las pueden aprovechar de manera asincrónica. También estarán disponibles en el aula virtual algunos ejercicios representativos resueltos de cada tema. Las teorías y los ejercicios estarán disponibles principalmente bajo el formato de videos o presentaciones con audio, sin excluir otras maneras pertinentes.

• La asignatura ofrecerá una jornada semanal para atender consultas sobre teorías a cargo de los profesores en la plataforma Zoom.

• Los estudiantes tendrán dos jornadas semanales obligatorias, en la plataforma Zoom u otra similar, para atender consultas sobre resolución de ejercicios a cargo de las auxiliares de docencia.

• Todas estas clases se dictarán en el horario de la asignatura, salvo que los estudiantes pidan otro horario por razones justificadas, por ejemplo, mejor conectividad, y acordadas con los docentes.

• Las comunicaciones entre los estudiantes y el equipo docente se realizarán por los foros del aula virtual y por el correo electrónico de la asignatura.

• Para alcanzar la regularidad de la asignatura, los estudiantes deberán:
1. cumplir un mínimo de 75 % de asistencia a las clases prácticas virtuales obligatorias de la asignatura;
2. presentar las actividades (ejercicios resueltos, cuestionarios, seguimiento pedagógico, entre otros) a través del Aula Virtual que permitan asegurar la continuidad pedagógica.
3. aprobar el 100 % de los trabajos de laboratorio;
4. aprobar dos evaluaciones parciales, ya sea en primera instancia o en sus recuperatorios.
Los requisitos 3 y 4 serán cumplidos de acuerdo con lo establecido en la Res. CS 68/2020 o cualquier otra norma que regule las actividades según la evolución de la situación sanitaria. Para todas estas actividades presenciales se prevé un lapso de al menos 2 (dos) semanas en febrero de 2021.

• La aprobación de un trabajo práctico de laboratorio consiste en (i) la asistencia y la realización del trabajo de laboratorio, y (ii) la presentación y aprobación del correspondiente informe, el cual se presentará a través del Aula Virtual. La no presentación del informe implica su desaprobación.

• Los alumnos que cursen la asignatura durante 2020 no tienen la posibilidad de la promoción sin examen final.

[1] SMITH J.M., VAN NESS H.C., ABBOTT M.M., Introducción a la termodinámica en ingeniería química, Séptima edición, Mc Graw Hill.
[2] SMITH J. and VAN NESS C.: Introduction to Chemical Engineering Thermodinamics. Mc Graw-Hill.
[3] ATKINS P.W. y DE PAULA R.: Química Física, Octava Edición, Ed. Panamericana, 2008.
[4] BALZHISER R., SAMUELS H. y ELIASSEN J. Termodinámica Química para Ingenieros. Prentice Halls
[5] FACORRO RUIZ L.: Curso de Termodinámica. Ed. Mellor
[6] LEVINE I.: Fisicoquímica. Mc Graw Hill, 4ta. Edición.
[7] ALBERTY R.A. y DANIELS F.: Physical Chemistry, 5th Editorial. John Wiley.
[8] BARROW G. : Química Física, Vol. I y II, Editorial Reverté.
[9] CASTELLAN G. : Physical Chemistry, Editorial Addison-Wesley Plubishing.
[10] EGGERS D. y Otros: Fisicoquímica. Editorial Limusa-Weley.
[11] HOUGEN D. y Otros: principios de los Procesos Químicos, parte II Termodinámica. Editorial Reverté.
[12] KAUZMAN W. : Propiedades Térmicas de la Materia; ; Vol. II Termodinámica y Estadística. Editorial Reverté.
[13] FINDLAY A. : The phase rule. Diver Pub. 9th Editorial
[14] MOORE W.: Physical Chemistry. Editorial Prentice Hall.
[15] SEARS F.: Termodinámica. Editorial Reverté.

[1] ADAMSON A.W.: Problemas de Química Física. Editorial Reverté.
[2] LABOWIITZ y ARENTS: Physical Chemistry Problems and Solutions. Academic Press.

La Química-Física es una disciplina básica para el desarrollo del Plan de la Ingeniería en Alimentos. Esta asignatura, Termodinámica, da los fundamentos teórico-prácticos necesarios para el conocimiento y la interpretación de los procesos fisicoquímicos. Además, sirve de apoyatura a los cursos que le siguen, en los temas específicos de la Termodinámica.

1.- Gases.
2.- Primera Ley de la termodinámica.
3.- Segunda y Tercera Leyes de la Termodinámica.
4.- Espontaneidad y Equilibrio.
5.- Equilibrio Físico.
6.- Soluciones.
7.- Equilibrio Químico.
8.- Equilibrio en Sistemas No Ideales.
9.- Aire Húmedo.

La pandemia de COVID-19 obligó a reorganizar el dictado de la asignatura de acuerdo al calendario académico (Res 68/2020 CS) y a las diferentes resoluciones según se estuviera en situación de aislamiento/distanciamiento social, preventivo y obligatorio. Esta reorganización implicó adecuar las clases teórico-prácticas a la modalidad virtual; elaborar material audiovisual para los estudiantes, atender consultas por plataformas de videoconferencias; prescindir del dictado de algunos prácticos de aula; reducir a cuatro trabajos prácticos de laboratorio a realizar en forma presencial en el mes de febrero de 2021; confeccionar y tomar parciales individuales a distancia para cada estudiante; evaluar a los estudiantes de acuerdo a las normativas de presencialidad adaptada según evolucione la situación sanitaria y las autoridades lo autoricen.
El crédito horario de la asignatura se completará con las actividades a realizarse en el mes de febrero de 2021.