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BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA 4AB INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DEL SUR DEL ESTADO DE YUCATÁN Organismo Público Descentralizado del Gobierno del Estado.

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1 BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA 4AB INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DEL SUR DEL ESTADO DE YUCATÁN Organismo Público Descentralizado del Gobierno del Estado de Yucatán w w w. i t s y u c a t a n. e d u. m x Carretera Muna-Felipe Carrillo Puerto, tramo Oxkutzcab-Akil Km Oxkutzcab, Yucatán, México C.P Tel/Fax: 01 (997) / (997) Horario: Martes: 08:30 a 09:30 Jueves : 10:30 a 12:30 Viernes: 9:30 a 11:30 IQ. Carolina Lol-Be Montejo Peraza. 7-febrero- 2012

2 1. CARACTERIZACIÓN DE LA ASIGNATURA Esta asignatura aporta al perfil del Ingeniero en Química, Bioquímica y Ambiental la capacidad y habilidad para el diseño, selección, optimización, control en los diferentes flujos de materia y energía en los procesos para plantas industriales y servicios. Se toma en cuenta la importancia fundamental que tiene sobre un ingeniero el realizar balances en el quehacer cotidiano de esta área del conocimiento. Esta asignatura es uno de los soportes principales de la carrera por lo que se coloca en cuarto semestre, considerando que en los semestres anteriores ha adquirido las competencias previas para la comprensión de los temas. El temario está organizado agrupando los contenidos conceptuales de la asignatura de manera secuencial El enfoque sugerido para la materia está dirigido para que el alumno adquiera y desarrolle competencias tales como la capacidad de análisis y síntesis, de organización, habilidades matemáticas para establecer diferentes rutas de solución de los diversos problemas relacionados; así mismo la capacidad de generar nuevas ideas en la búsqueda del logro. 2. OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO. (Competencias específicas a desarrollar) Aplicar balances de materia y energía en operaciones, procesos y sistemas reactivos. Identificar y analizar los problemas de balance de materia y energía en la investigación, la industria y los servicios

3 N° de la Unidad 1 Unidad Temática Balance de materia sin reacción química. Competencia Específica de la Unidad Desarrollo de Competencias Genéricas Criterios de Evaluación de la Unidad Conocer e Identificar la importancia de los balances de masa y energía, cada una de las operaciones y procesos unitarios comunes en el campo de la ingeniería química a través de un diagrama. Representar esquemáticamente operaciones y procesos unitarios Realizar balances de masa sin reacción química en flujo continúo. Conocimientos generales Trabajo en equipo Capacidad crítica y de síntesis Habilidades de investigación Habilidad para trabajar en forma autónoma Saber (50%) Examen escrito (35%) Práctica de salón (15%) Saber Hacer (30%) Investigaciones y Trabajos (20%) Reporte de practica (10%) Saber Ser (20%) Puntualidad y asistencia (5%) Conducta y disciplina dentro y fuera del salón (10%) Trabajo en equipo (5%)

4 No. de Sesión Fecha Tema/Subtema Programada 17/02/2012 a)Presentación del Docente b)Presentación y expectativas de los estudiantes en relación al curso c)Presentación de la planeación didáctica d)Criterios de evaluación y asistencia e)Aplicación de la evaluación diagnóstico 29/02/ Importancia de los balances de masa y energía en ingeniería química. 1.2 Simbología y elaboración de diagramas de flujo de procesos químicos. 310/02/ Simbología y elaboración de diagramas de flujo de procesos químicos. 414/02/ Simbología y elaboración de diagramas de flujo de procesos químicos. 516/02/ Conceptos básicos Flujo másico y volumétrico, conversión entre ellos Fracción y porcentaje másico y molar 617/02/ Fracción y porcentaje másico y molar Conversión de una composición másica a molar y viceversa 721/02/ Aplicación del Balance de materia sin reacción química Deducción de la ecuación de balancede masa Balance de masa en sistemas en régime estacionario 823/02/ Aplicación del Balance de materia sin reacción química Deducción de la ecuación de balance de masa Balance de masa en sistemas en régime estacionario

5 924/02/ Aplicación del Balance de materia sin reacción química Deducción de la ecuación de balance de masa Balance de masa en sistemas en régimen estacionario 1028/03/ Aplicación del Balance de materia sin reacción química Deducción de la ecuación de balance de masa Balance de masa en sistemas en régime estacionario Practica 1:Practica de salon Tipos e procesos y su representación grafica (diagramas). 1101/03/2012 Practica 1: Tipos e procesos y su representación grafica (diagramas).(salón 1201/03/2012 Practica 1: Tipos e procesos y su representación grafica (diagramas).(salón

6 N° de la Unidad 2 Unidad Temática Balance de materia con reacción química Competencia Específica de la Unidad Desarrollo de Competencias Genéricas Criterios de Evaluación de la Unidad Realizar balances de masa con reacción química en flujo continuo Capacidad de análisis y síntesis Capacidad de organizar y planificar Conocimientos básicos de la carrera Comunicación oral y escrita Habilidad para buscar y analizar información proveniente de fuentes diversas Solución de problemas Toma de decisiones. Saber (50%) Examen escrito (35%) Práctica de salón (15%) Saber Hacer (30%) Investigaciones y Trabajos (20%) Reporte de laboratorio (10%) Saber Ser (20%) Puntualidad y asistencia (5%) Conducta y disciplina dentro y fuera del salón (10%) Trabajo en equipo (5%)

7 No. de Sesión Fecha Tema/Subtema Programada 1202/03/ Conceptos básicos Reactivo limitante y en exceso 1308/03/ Por ciento de conversión global y en un solo paso Rendimiento y selectividad 1409/03/ Por ciento de conversión global y en un solo paso Rendimiento y selectividad 1512/03/2012 Examen parcial /03/ Reacciones de combustión 2.2 Aplicación del balance de materia con reacción química Con una sola reacción 1716/03/ Reacciones de combustión 2.2 Aplicación del balance de materia con reacción química Con una sola reacción Con dos o más reacciones 1822/03/ Aplicación del balance de materia con reacción química Con una sola reacción Con dos o más reacciones

8 N° de la Unidad 3 Unidad Temática Balance de energía sin reacción química Competencia Específica de la Unidad Desarrollo de Competencias Genéricas Criterios de Evaluación de la Unidad Resolver balances de energía y masa en procesos sin reacción química. Capacidad de análisis y síntesis Capacidad de organizar y planificar Conocimientos básicos de la carrera Comunicación oral y escrita Habilidad para buscar y analizar información proveniente de fuentes diversas Solución de problemas Toma de decisiones. Saber (50%) Examen escrito (30%) Práctica de salón (20%) Saber Hacer (25%) Investigaciones y Trabajos (15%) Reporte de laboratorio (10%) Saber Ser (25%) Puntualidad (5%). Asistencia (5%) Conducta y disciplina dentro y fuera del salón (10%) Trabajo en equipo (5%)

9 No. de Sesión Fecha Tema/Subtema Programada 19 23/03/ Conceptos básicos Tipos de procesos (isotérmico, adiabático, isobárico, aislado) 20 26/03/ Conceptos básicos Tipos de procesos (isotérmico, adiabático, isobárico, aislado) 21 29/03/ Conceptos básicos Tipos de procesos (isotérmico, adiabático, isobárico, aislado) 22 30/03/2012Practica 2:Practica de salón /04/2012Practica 2:Practica de salón /04/ Rutas hipotéticas Calidad del vapor 3.2 Balance de energía y masa en una sola fase /04/ Rutas hipotéticas Calidad del vapor 3.2 Balance de energía y masa en una sola fase /04/ Balance de energía y masa en sistemas con cambio de fase. 3.4 Aplicación de los balances de energía a procesos sin reacción química /04/2012 Examen parcial /04/2012 Examen parcial 2

10 N° de la Unidad 4 Unidad Temática Balance de energía en sistemas con reacción Competencia Específica de la Unidad Desarrollo de Competencias Genéricas Criterios de Evaluación de la Unidad Realizar balances de energía y masa en sistemas con reacción química en estado estable y no estable. Capacidad de análisis y síntesis Capacidad de organizar y planificar Conocimientos básicos de la carrera Comunicación oral y escrita Habilidad para buscar y analizar información proveniente de fuentes diversas Solución de problemas Toma de decisiones. Saber (50%) Examen escrito (25%) Examen de Maqueta (25%) Saber Hacer (25%) Investigaciones y Trabajos (15%) Reporte de Maqueta (10%) Saber Ser (25%) Puntualidad (5%). Asistencia (5%) Conducta y disciplina dentro y fuera del salón (10%) Trabajo en equipo (5%)

11 No. de Sesión Fecha Tema/Subtema Programada 2903/05/ Balances de energía y masa con una reacción (irreversible y reversible) En procesos isotérmicos En procesos adiabáticos 30 04/05/ Balances de energía y masa con una reacción (irreversible y reversible) En procesos isotérmicos En procesos adiabáticos 31 08/05/ Balances de energía y masa con más de una reacción /05/ Balances de energía y masa con más de una reacción /05/ En procesos isotérmicos 4.3 Balances en procesos combinados 4.4 Balance en estado no-estable 34 18/05/ Balances en procesos combinados 4.4 Balance en estado no-estable 35 22/05/ Balances en procesos combinados 4.4 Balance en estado no-estable

12 36 24/05/2012 Practica 5: Explicacion y realizaciopn de maqueta( diseño de una planta, basado en los conocimientos adquiridos) /05/2012 Practica 5: Explicacion y realizaciopn de maqueta( diseño de una planta, basado en los conocimientos adquiridos) /05/2012 Practica 5: Explicacion y realizaciopn de maqueta( diseño de una planta, basado en los conocimientos adquiridos) /05/2012 Parcial /06/2012 Retroalimentación 41 Retroalimentación

13 Fuentes de InformaciónApoyos Didácticos 1. Felder, Richard M. & Rousseau, R. W. Elementary Principles of Chemical Processes. Wiley. 2. Reklaitis, G. V. y Schneider, D. R. Balances de Materia y Energía. Nueva Editorial Interamericana. 3. Valiente, Antonio y Primo, Stivalet Rudi. Problemas de Balances de Materia. Alhambra Mexicana. 4. Himmelblau, David M. Balances de Materia y Energía. Prentice – Hall. 5. Toledo, Romeo T. Fundamentals of Food Process Engineering. A.V.I. (Editorial). 6. Schmidt, A. X. & List h. L. Material and Energy Balances. Prentice – Hall. 7. Nyers, A. l. & Seider, W. D. Introduction to Chemical Engineering and Computer Calculations. Prentice – Hall. 8. Tegeder – Mayer. Métodos de la Industria Química Inorgánica y Orgánica. 9. David. M. Himmeblau. Supplementary Problems for Basic Principles and Calculations in Chemical Engineering. The University of Texas: 6th. edition Pintarron, cañón, videos. Plataforma : Laboratorio en su momento. Parcial a Presentar Fechas Programadas. 1 Parcial12/03/ Parcial27/04/ Parcial31/05/2012

14 DUDAS?


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