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UNIVERSIDAD DE COLIMA
FACULTAD DE PEDAGOGÍA
PROYECTO DOCENTE PARA LA ASIGNATURA DE TERMODINÁMICA I
PARA OBTENER EL DIPLOMA DE LA ESPECIALIDAD EN ENSEÑANZA SUPERIOR
PRESENTADO POR:
ING. LUIS EDUARDO ALCARAZ IÑIGUEZ ASESOR:
Dr. SERGIO LLAMAS ZAMORANO
CIUDAD VILLA DE ALVAREZ, OCTUBRE DEL 2000
1
A mí esposa Silvia Catalina
a mis hijos Silvia Isabel, Luis Fernando y Cristal Amaranta
a mis padres Catalina Iñiguez y Julio Alcaraz +
a mis hermanos Juan José, Fernando Hugo, Julio Cesar, María
Guadalupe, Ignacio Amador y Patricia Catalina
con todo mi amor para ellos.
2
AGRADECIMIENTOS
Es destacada la labor al frente de la rectoría del Dr. Carlos Salazar Silva el que con gran
esfuerzo y siempre pensando en el bien de las juventudes de Colima, tras largas
negociaciones logró que la especialidad en Educación Superior se impartiera en nuestra
máxima casa de estudios en bien de los catedráticos, ya que con esto se logra una
mejora continua y un buen desempeño, logrando con esto que la excelencia académica
en nuestra Universidad sea un hecho. por tan grandes motivos gracias Señor Rector.
A mis maestros de la especialidad en Educación Superior por su orientación y grandes
consejos. Gracias.
A mis compañeros de la especialidad en Educación Superior por su amistad y
comprensión. Gracias.
A todos aquellos que de alguna manera colaboraron en la cristalización de este trabajo.
Gracias.
3
UNIVERSIDAD DE COLIMA
PROYECTO DOCENTE
TERMODINAMICA I
LUIS EDUARDO ALCARAZ IÑIGUEZ
4
Mtra. Carmen Alicia Santos Andrade Facultad de Pedagogía. Directora. Por medio de este conducto le informo que C. Ing. Luis Eduardo Alcaraz Iñiguez terminó su periodo de revisión de “Proyecto Docente para la Asignatura de Termodinámica I.” Cuyo contenido es el siguiente:
1. Introducción. 2. Antecedentes. 3. Lineamientos metodológicos. 4. Evaluación. 5. Observaciones didácticas a plan vigente. 6. Programa de Termodinámica I vigente. 7. Propuesta para la asignatura de Termodinámica I. 8. Conclusiones. 9. Anexos. 10. Referencias.
El cual cumple con los requisitos mínimos necesarios para ser sometido a examen aprobación por lo que lo autorizo para su impresión.
A T E N T A M E N T E Coquimatlán, Col.,_________ de ______________________ de 2000
______________________________________________ ASESOR DE TESIS
5
INDICE
Resumen ................................................................................................... 3
Summary .......................................................................... .......................... 4
Introducción ............................................................................................... 5
Antecedentes ............................................................................................... 6
- Misión de la Universidad de Colima ............................................. 7
- Visión de la Universidad de Colima ............................................. 8
- Objetivos Institucionales ................................................................ 9
Lineamientos metodológicos ...................................................................... 10
Evaluación ................................................................................................. 14
Plan de estudios de la Licenciatura en Ingeniería
Mecánica y Eléctrica Vigente .................................................................... 17
- Antecedentes ................................................................................... 19
- Observaciones didácticas al plan vigente ....................................... 20
- Fundamentación .............................................................................. 22
- Análisis del seguimiento de egresados ........................................... 23
- Análisis del estudio de mercado ..................................................... 27
- Campo de trabajo ............................................................................ 29
- Objetivos curriculares ..................................................................... 30
- Actividades que se realiza el egresado ........................................... 31
- Duración de la carrera .................................................................... 32
- Perfil profesional ............................................................................ 33
- Plan de estudios de la Licenciatura en Ingeniería
Mecánico – Electricista ................................................................. 34
6
Programa de Termodinámica I Vigente .................................................... 36
- Presentación ................................................................................. 38
- Bibliografía ................................................................................... 41
Propuesta para la Asignatura de Termodinámica
Datos Generales ........................................................................................ 42
Objetivos generales .................................. ................................................ 44
- Unidad I Introducción .................................................................. 45
- Unidad II Conceptos básicos y definiciones ............................... 47
- Unidad III Gases reales ................................................................ 51
- Unidad IV Trabajo y calor ........................................................... 53
- Unidad V Propiedades de una sustancia pura .............................. 55
- Unidad VI Primera ley de la Termodinámica .............................. 57
- Unidad VII Segunda ley de la Termodinámica ........................... 59
- Unidad VIII Procesos gases ideales .............................................. 61
Conclusiones ............................................................................................ 63
Anexos ..................................................................................................... 64
- Examen diagnostico de Termodinámica I,
- Boletín de calificaciones,
- Modelo de examen respuestas múltiples,
- Propuesta de solución de ejercicios con Sofware, Ansys.
Referencias ............................................................................................... 65
RESUMEN Dado que es necesario que los programas de las asignaturas sean de gran ayuda para lograr que el proceso enseñanza aprendizaje se lleve a cabo, se propone este proyecto docente que consta de:
7
I.- Antecedentes. Son datos que nos describen la realidad académica de alumnos que egresan de nuestra Facultad los cuales nos sirven en la toma de decisiones para corregir rumbos acordes a las exigencias actuales en nuestro país. II.- Lineamientos metodológicos. En donde se describe y se da énfasis a una visión constructivistas sin olvidar otras teorías que de por si tienen otros aspectos positivos. III.- Evaluación. En la que en forma integral se presenta de evaluación que de por si misma puede ser aplicada y servir como guía en otras materias de la licenciatura.
Esto sirva de ayuda al educador en la transformación de la información en un formato adecuado al estado de entendimiento del aprendiz.
SUMMARY Since it is necessary that the programs of the matters will be of great help to achieve that the teaching process learning is carried out, is proposed this educational project that consists of:
8
I. - Antecedent. They are data that describe us the academic pupils reality that graduates of our those which Faculty serve us in the decisionmaking to amend agreed courses to the current requirements in our country. II. - methodological Limits. In which is described and is given emphasis to a vision constructivistas without forgetting other laws that to by if have other positive aspects. III. - Evaluation. In the one which in integral form is presented of evaluation that of by if same can be applied and served as guide in other matters as the licentiate.
This serves of help to the educating in the transformation of the information in a format adapted to the understanding state of the apprentice.
INTRODUCCION
La facultad de ingeniería mecánica y eléctrica tiene como una de sus razones
sustantivas la formación de profesionales altamente capacitados en las áreas
tecnológicas, de acuerdo al plan de desarrollo institucional.
Como una de las partes fundamentales de la licenciatura en ingeniería mecánica y
eléctrica, se encuentra el área de térmica en la cual está incluida la materia de
9
Termodinámica I la que debe estar en concordancia con los objetivos y perfil del
egresado del plan de estudios de la carrera.
En esta propuesta se da respuesta a la necesidad de un rendimiento académico de
calidad, así mismo se plantea la aplicación de una visión constructivista, como
una posible solución al añejo enfoque metodoló gico que en la actualidad se
desarrolla en las aulas. Sin dejar de lado a los valores humanos, así como el
fomento de la creatividad con el fin de favorecer el logro de la capacidad de
expresión y desarrollo de las potencialidades de los alumnos, que las reglas
rígidas tratan de estandarizar.
Consecuentemente la estructura del proyecto docente cuenta con los siguientes
apartados:
1. Elaboración de los antecedentes, lineamiento curriculares.
2. Formulación de objetivos y esbozo de contenidos del programa que se
propone.
3. Organización y desglose de contenidos así como la formulación de objetivos
particulares.
4. Selección y desarrollo de estrategias didácticas.
5. Formulación del sistema de evaluación del aprendizaje.
ANTECEDENTES
La UNESCO desde 1993 establece categóricamente que sin un buen nivel de
educación superior ningún país puede asegurar un grado de progreso compatible
con las necesidades y expectativas de la sociedad, en que el desarrollo económico
se acompañe con la construcción de una cultura de paz basada en la convivencia,
la democracia, la tolerancia y el respeto mutuo de los derechos y valores
humanos.*1
10
Ha habido una gran expansión de la educación superior, pero acompañada con
grandes desigualdades en el acceso a la misma y de constricciones financieras
que pueden llevar a una excesiva declinación de la calidad, por una brecha
científica y tecnológica entre los países en desarrollo y desarrollados.
Como los señalan varios autores por ejemplo “la modernización de las
universidades como resultado de una serie de cambios tecnológicos,
socioeconómicos y culturales, las universidades se han visto empujadas a
modernizar sus estructuras organizacionales. Una restricción presupuestaria
combinada con una serie de demandas externas de mejoramiento de la eficiencia,
las ha forzado a reducir sus gastos y a mejorar la utilización de sus recursos”.*2
“Se indican un sesgo peligroso entre una demanda de educación superior por
rezones sociales, poblacionales y educativas”.*3
“Es imperativo que la cobertura en cada nivel educativo tienda a alcanzar a la que
tienen los países mas avanzados y que el crecimiento ocurra a la tasa mas alta que
cada economía nacional permita, pero sin olvidar que la conciliación de los
principios de calidad y de equidad es condición indispensable para que la
educación sirva a la democracia y al desarrollo”.*4
Por lo que es necesario reexaminar las misiones y funciones de la educación
superior con el fin de enfrentar retos como el cambio socioeconómico, la
eliminación de la pobreza, la protección del medio ambiente, de la salud, etc.
De ahí la importancia del rol de la universidad en relación estrecha con la
sociedad y su naturaleza por lo que surge una pregunta ¿qué tipo de sociedad se
quiere construir y en que valores se debe basar la relación entre los que la
forman?. Es natural que tres grandes pilares deben sostener una agenda para la
11
acción, la no violencia, la equidad y la libertad, como bases para establecer él
vinculo con la enseñanza, la investigación y la responsabilidad cívica.
La Universidad de Colima acorde con los cambios de un mundo donde la
globalización efectúa reformas en las estructuras institucionales, en las que
involucra programas de estudio, medios y métodos de enseñanza, de aprendizaje
y entrenamiento, poniendo énfasis en la relevancia y la calidad.
Así como las características de la herencia cultural y educativa y su función para
el desarrollo futuro de la educación, la ciencia y la cultura.
Propuestas que se ven plasmadas en la misión, visión y los objetivos
institucionales de la Universidad de Colima que a continuación se mencionan.
Misión.- Los principios fundamentales que dieron origen al carácter popular y
equitativo de la Universidad de Colima, a su capacidad de planeación, estabilidad
y dinamismo que la trascienden en espacio y tiempo, a través de la filosofía
educativa que los permea y les da sustento. Hoy, los procesos de cambio,
interdependencia planetaria y globalización, cristalizados en su conjunto,
demandan como nunca que nuestra institución se mantenga como un organismo
público, autónomo, plural, dinámico y propósitivo, con la misión de:
Contribuir a transformar a la sociedad mediante la educación, haciéndola más
preparada, productiva y eficiente, de manera que avance permanentemente en la
consecución del bienestar colectivo; comprometida con la conservación y el
rescate del patrimonio cultural, científico, ecológico y social, a través de:
La formación integral de los recursos humanos altamente competitivos en el
mercado laboral y capaces de incidir, con visión humanística en el desarrollo
regional y nacional, comprometidos con su formación permanente, creativos y
con habilidades necesarias para el análisis científico y el desarrollo tecnológico.
La generación de conocimientos para solucionar los problemas sociales.
Un modelo institucional con proyección internacional, vinculado a los sectores
sociales y productivos.
12
El decidido impulso a la cultura.
El aseguramiento de la calidad académica construida a través de más de medio
siglo de tradició n universitaria, constituirá la estrategia fundamental para avanzar
en el desarrollo interior de la Casa de Estudio de los colimenses y cumplir con su
misión.
Visión.- La Universidad de Colima busca a futuro, convertirse en un espacio de
excelencia, donde se desarrolle la creatividad y la innovación, con capacidad para
formar profesionistas de nivel y ciudadanos útiles a la sociedad; ser reconocida
como institución de vanguardia y punto de referencia en el ámbito nacional e
internacional en la enseñanza, la creación y la promoción cultural.
Los egresados dentro de esta perspectiva, serán actores importantes del desarrollo
político, económico, cultural y social de Colima y todos sus productos serán una
garantía de máxima calidad, alcanzando así el reconocimiento social. Por lo
mismo, la Universidad será más competitiva y atractiva a la inversión de recursos
federales y de otro origen.
La Máxima Casa de Estudios aspira a que prevalezcan los criterios
administrativos como soporte integral de los académicos, que el proyecto
universitario sea decidido en forma concertada y la gestión se modernice para
eficientar los servicios.
Los objetivos institucionales.- La comunidad universitaria delineó con tesón y
con toda precisión el sentido del desarrollo interior al que quiere conducirse y el
alcance al que aspira llegar en el umbral del próximo milenio. Sus respuestas
colegiadas se expresan en los siguientes objetivos institucionales para el periodo
1998- 2001.
1. Consolidar la excelencia académica, mediante la innovación del modelo
educativo, que permita la mejora continua
13
La facultad de ingeniería mecánica y eléctrica como promotora de los grandes
propósitos de la educación en la U de C. De mejorar la calidad sin perder la
cobertura, en su plan operativo establece que se realizarán esfuerzos a mediano y
largo plazo para atender planes, programas y elaboración de materiales didácticos
que ayuden a incrementar la calidad en concordancia con la velocidad en la
generación del conocimiento debido al avance de la informática, proponiendo
proyectos modernos centrados en el aprendizaje que además permita ampliar la
cobertura educativa.
El trabajo que se presenta procura ser congruente con estas políticas y coadyuvar
a lograr los objetivos curriculares, así como a cumplir con el perfil del egresado.
*1 Strategies for change and development in higher, Educatión 1993. unesco.
*2 ARECHAVALA, Ricardo y SOLÍS, Pedro (coordinadores). La universidad pública ¿Tiene rumbo su desarrollo en
México? U de G/UAA. 1999. P. 17.
*3 DIDOU, Aupetit Sylvie, “El ingreso a la educación superior: un problema permanente” en Educación 2001. Núm. 14
1996. P. 55.
*4 RESENDIZ, Núñez, calidad y equidad en la educación superior “foro de la UNESCO”. 1998.
LINEAMIENTOS METODOLOGICOS
La calidad de un programa de asignatura depende de la calidad del profesor y la
eficacia de la planeación académica, en la calidad del profesor se requiere de la
combinación de una educación formal, un gran respeto por los valores humanos
además de una gran experiencia pertinente.
La capacidad de planeación académica y capacidad pedagógica no es un don
natural, es necesario aprenderlas. En este trabajo se recurre a la concepción
constructivista del aprendizaje, entendido este como un proceso de modificación,
ampliación y enriquecimiento de los esquemas de conocimiento del alumno como
consecuencia de la actividad mental que la instrucción provoca.
14
Por lo tanto es necesario tener en cuenta que la enseñanza involucra una
evolución en los procesos de construcción, que se resumen en las tres
características siguientes:
1.La disminución progresiva de los factores cognitivos en beneficio de los
elementos afectivos y relaciónales.
2.La importancia atribuida a los procesos de auto regulación tanto en el
ámbito cognitivo como en el afectivo y social.
3.La concepción del aprendizaje como un proceso inseparable de la
enseñanza.
Esta proposición es debido a que se ha avanzado poco en cuanto al método de
enseñanza, las características más comunes de nuestra enseñanza son:
a) Escasa definición de los objetivos de aprendizaje o deficiente
información a los alumnos, como casi única forma de comunicación
didáctica.
b) En consecuencia, la labor docente se orienta mas a la transmisión de
conocimientos que a la dirección del aprendizaje.
c) Una escasa retroalimentación relativa a los logros y dificultades del
aprendizaje.
d) Escaso uso de medios técnicos modernos de ayuda a la enseñanza.
e) Técnicas de evaluación cuya coherencia con los objetivos del
aprendizaje y con la metodología de la enseñanza, aunque exista, no
siempre es adecuadamente percibida por los estudiantes, lo cual genera
desconcierto y desconfianza.
Las consecuencias de este enfoque metodológico suelen ser una perdida de
tiempo y una baja eficiencia del profesor así como de los alumnos. Cuando
excelentes profesores repiten año tras año e incluso a varios grupos en un año,
unos contenidos accesibles al alumno a través de otros medios en lugar de
15
sostener una interacción intelectual con ellos. He de decir que no son los
profesores los únicos responsables de esta situación, ya que esta forma de enseñar
sea transmitido casi sin modificación generación tras generación y no se han
abordado estrategias de cambio, que tomando como base la experimentación
rigurosa condujesen a mejoras metodológicas significativas.
Con base en el trabajo docente es necesario que el alumno cambie de actitud ya
que generalmente es pasivo y se necesita que se muestre activo, “que se esfuerce
en seleccionar información relevante, organizarla coherentemente e integrarla a
otros conocimientos y que le son familiares”*5.
Con lo antes mencionado este proyecto docente fomenta que el alumno pregunte
a otros, pida ayuda a alguien mas experto, logrando así la investigación por parte
de el.
Esta tarea de estimular al alumno recae en el profesor “quien planifica para
prever que aparezcan los contenidos a lo largo de la escolaridad del alumno y la
alumna, para que sostengan, por lo tanto posibilidades de construirlos”*6.
Esta participación del profesor además debe propiciar la modificación de los
esquemas de conocimiento entendidos estos como “conocimientos que se
encuentran almacenados en la mente, organizados en unidades y que mantienen
conexiones entre si” *8. Para lo que el profesor debe propiciar una insatisfacción
con las propias ideas del alumno para que surja la necesidad de revisarlas,
reorganizarlas y ajustarlas de nuevo, después de esto el alumno podrá explicitar y
formular las ideas personales en términos fáciles de comprender para ellos
mismos; cabe mencionar que esto no es un proceso único, sino un conjunto de
procesos variados y no estáticos si no dinámicos, de ahí la importancia de la
disposición del profesor a enseñar conceptos al alumno para la construcción del
16
propio conocimiento ayudándole a revisar y explicitar las ideas que poseen
respecto del tema.
Debatir las propias opiniones o contrastarlas con la de otros.
Facilitar que el alumno consiga orientar su actividad y su esfuerzo en el proceso
de enseñanza aprendizaje y que ajuste las propias expectativas de realización de
la tarea a las expectativas del profesor. (Se anexa cuadro de visión
constructivista).
En este trabajo también se sugieren cuatro condiciones para que se de la
creatividad dentro del alumno que son la creatividad como creación de
problemas, como un evento integrador, como un fenómeno múltiple y como un
evento de aprendizaje.
Es un hecho que existe un buen numero de herramientas técnicas o estrategias
cuyos autores afirman que desarrollan la creatividad, sin embargo en el ambiente
cotidiano no es posible encontrar elementos que sean efectos de la utilización
explicita de las técnicas, aunque no se pueda negar la validez
de tales procedimientos sino en preguntarse sobre las condiciones que pueden
facilitar el desarrollo de la creatividad.
En la propuesta de este proyecto creo que se dan las facilidades al enfrentar al
alumno con problemas de aplicación delegando responsabilidad en el sobre su
mismo aprendizaje, así como fomentando la inquietud investigadora. (Se anexa
estrategias para desarrollar la creatividad).
17
*5 Cesar Cool, y varios autores (1998) Barcelona Grao P. 83
*6 Cesar Cool, y varios autores (1998) Barcelona Grao P. 84
*7 Cesar Cool, y varios autores (1998) Barcelona Grao P. 88
*8 Cesar Cool, y varios autores (1998) Barcelona Grao P. 94
EVALUACIÓN
En el proceso enseñanza aprendizaje, entendiendo por este aquel principio de
la didáctica en el cual el alumno asimila bien el contenido de la asignatura, y
desarrolla una actitud hacia ella al aplicar lo aprendido en la practica lo que
crea en él inevitablemente rasgos de actividad y autonomía en el aprendizaje.
Es necesario que el docente y el alumno estén relacionados con la evaluación
para procurar que se garantice que el proceso se dio en su expresión más
amplia posible.
El concepto de evaluación es usado comúnmente como medición. “Los
desarrollos logrados por la teoría psicométrica durante las primeras décadas de
este siglo y paralelamente, el descubrimiento que las calificaciones escolares
no eran confiables y carecían a menudo de objetividad, le dieron fuerza al
movimiento de medición educacional”*9.
18
En la actualidad, la realidad didáctica que vivimos los profesores nos damos
cuenta que una evaluación objetiva requiere del uso de indicadores , pero al
mismo tiempo tratar de implementar mecanismos que lleven a conclusiones
que no sean injustas, tratando de que el resultado sea lo mas equitativo posible.
Para esto: es fundamental recordar, en efecto, que una evaluación no es una
simple descripc ión, por detallada que sea, de cierta realidad, sino muy
precisamente un juicio de valor, que resulta de comparar la situación de la
entidad evaluada con un punto de referencia normativo.
En el curso de evaluación, se define a esta como: el acopio de la más posible
información para su análisis con el fin de emitir un juicio de valor, esto como
un proceso sistemático y que sé realimenta continuamente.
Esta propuesta que a continuación se presenta tiene el fin de servir de guía
como una primera aproximación del proceso de evaluación de los estudiantes y
que aporte algunos puntos de vista y elementos para que la practica evaluativa
por parte del docente pueda ser generalizada en la Facultad de Ingeniería
Mecánica Eléctrica.
Tomando como base los conceptos del proceso enseñanza y aprendizaje
mencionando en las notas precedentes se proponen las siguientes líneas para la
operación de esta propuesta.
a) Evaluación por parte del maestro,
b) Trabajo individual por parte del alumno,
c) Auto evaluación,
d) Evaluación del proceso por parte del grupo.
Pedagógica Nacional, México, s/f. p. 33-40. Cuaderno de lectura no. 1 del Programa de Especialización de la Universidad*9 NILO, Sergio U. “Temas de evaluación”, en :Evaluación Educat iva.
19
En el maestro recae la responsabilida d de ofrecer a los alumnos los
conocimientos, explicarles las finalidades, tareas de trabajo a revisar y las vías
de llevarlo a cabo y con esto despertar el interés y la atención de los alumnos,
todo esto en un proceso dinámico en el que se relacionan el maestro, los
materiales y los alumnos, tomando en cuenta los criterios de evaluación, auto
evaluación y la asignación de calificación.
Es importante para el docente de cualquier forma contar con un panorama
aunque sea muy general de el nivel académico que se presentan nuevos
alumnos, con el fin de hacer ajustes en el desarrollo de su proyecto docente por
lo que recomiendo la aplicación de una evaluación diagnostica (se anexa un
modelo). En la inteligencia de que cada docente deberá proponer el modelo que
mejor se ajuste a su estilo.
Se considera que una alternativa para la asignación de notas es la posibilidad
de delegar este trabajo al alumno, lo cual requiere de los docentes un trabajo
didáctico fundamentado en la concepción de grupo. Los alumnos puede n
manifestarse críticamente frente al conocimiento, frente a su aprendizaje y
frente a su calificación.
Indudablemente efectuar la evaluación es un paso necesario para poder dejar en
manos del grupo la acreditación esto sucederá, cuando se halla cumplido
ciertas evidencias de aprendizaje. Se tomaran en cuenta las condiciones
sociales ya internalizadas del sujeto de manera no consiente con el fin de estar
preparados en el momento en que aparezcan las resistencias, conflictos,
evasiones y complicidades.
20
Todas estas experiencias constituyen una posibilidad para sacar a la docente de
su papel tradicional de juez. A continuación se presenta la propuesta que
servirá a efecto de asignar calificaciones:
a) Evaluación del maestro 30%,
b) Trabajo individual por parte del alumno 20%,
c) Auto-evaluación 30%,
d) Evaluación del proceso por parte del grupo 20%.
PLAN DE ESTUDIOS DE LA LICENCIATURA EN INGENIERIA MECANICA Y
ELECTRICA VIGENTE
21
UNIVERSIDAD DE COLIMA
COORDINACION GENERAL DE DOCENCIA
DIRECCION GENERAL DE EDUCACION SUPERIOR
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
22
Curriculum 1998
ANTECEDENTES
La iniciativa de evaluación de una curricúla nace fundamentalmente por las
necesidades de cambio impuestas por el avance tecnológico y social en la región
en la que se desarrollan profesionalmente sus egresados.
En plano nacional y su prospectiva económica, plasmada en el Plan Nacional de
Desarrollo, proponen un cambio sentado en las bases del desarrollo tecnológico.
Es pues necesario, adecuar las curricúlas profesionales para que sean acordes y
congruentes con el presente y con el futuro que concretizará este plan.
Cabe hacer mención, que actualización del plan de
estudios no solo se adecua a la perspectiva
tecnológica en atención a la demanda regional, sino
a las necesidades de evaluación continua por parte
de entidades evaluadoras, tales como CACEI y
CIEES, las cuales oficialmente manejan
estándares nacionales en este rubro.
Ingeniero en Mecánico – Electricista
23
OBSERVACIONES DIDÁCTICAS AL PLAN VIGENTE
En un mundo en constante renovación y superación no realizar adaptaciones y
mejoras a lo ya existente, implica el riesgo de caer en lo no pertinente.
En el entorno de la Universidad hay un cambio continuo que además se acelera.
Ese cambio se refleja en toda dependencia y desde luego, en los programas de
estudio. Se están produciendo cambios en los sistemas de comunicac iones, en la
electrónica con sistemas digitales, en el tipo de problemas y sus soluciones, en los
instrumentos que surgen para el análisis de las formas de onda y señales. De ahí
la importancia de la Facultad cuente con planes de estudio adecuados, así como
con una identificación precisa de las necesidades que se tendrán a mediano plazo.
El presente documento es resultado un análisis serio y concienzudo de las
diversas alternativas a incluir, que generarán una gama de posibilidades de acción
y de gran competitividad en el mercado laboral.
Para estructurarlo, se conformó un comité que invocó, a los directivos del plantel,
personal docente del área, pedagogos, egresados e industriales, que fueron parte
fundamental para la consecución de este nuevo plan de estudios.
Se analizaron las nuevas tendencias tecnológicas y métodos de enseñanza –
aprendizaje, porque el objetivo es formar un profesional no solamente capaz en el
aspecto técnico, sino con una formación integral a través de la universidad del
conocimiento, del espíritu de servicio a la sociedad y del desarrollo armonioso del
individuo para su realización total como integrante de la comunidad humana.
24
• El avance tecnológico en el cual está inmersa toda la sociedad hace
necesario que cada día el nuevo profesionista sea capaz d entender y
desarrollarse a la par de las nuevas corrientes tecnológicas.
• Que para lograr lo anterior la evolución del plan de estudios debe
plantear la formación del alumno con un enfoque no hacia la
especialización, sino brindando herramientas que concreticen dicho
entendimiento y desarrollo.
• Que se hace necesario involucrar asignaturas realmente importantes y
eliminar aquellas que han caído en la obsolescencia a causa del avance
tecnológico.
• Que la eliminación de asignaturas obedece a que el contenido
programático de estas no se adecua al momento tecnológico en el cual
vivimos.
• Que se requiere que el nuevo plan proponga una visión más amplia de
las necesidades que actualmente requiere la industria electrónica. Ya que
esta se enfoca a producir nuevos componentes, productos y servicios
electrónicos sin sacrificar calidad.
• Que es necesario reducir el porcentaje de asignaturas del área básica para
que el plan de estudios pierda su carácter de remedial en este sentido. Lo
anterior motivado por la necesidad de reforzar las áreas de formación y
aplicación de la ingeniería al desarrollo de aplicaciones propias de esta.
25
FUNDAMENTACION
La antigüedad de la curricúla actual vigente desde 1989, es una de las razones
principales por las cuales se efectúa la evaluación. La preocupación constante de
nuestras autoridades académicas por buscar siempre salvar el obstáculo de la
rápida obsolescencia de las curricúlas es un aliciente para concretizar el cambio.
• En los próximos años la industrio nacional enfrentará el reto de satisfacer
los requerimientos de calidad y competitividad del mercado mundial.
Ante esta panorámica, el desarrollo tecnológico es un componente
esencial para cumplir con estos objetivos.
• La Facultad debe consolidar su papel de promotora de innovación
tecnológica en la industria, desarrollando y transfiriendo tecnologías que
contribuyan a resolver problemas prioritarios. De ahí que deba
mantenerse al tanto de los avances tecnológicos mundiales con el
propósito de estar en capacidad de adaptarlos y desarrollarlos de acuerdo
con las necesidades particulares de la industria.
• Aunando a lo anterior, la gran velocidad con la que se producen los
cambios en el ámbito tecnológico, obliga a la Facultad a prestar atención
a la configuración de sus planes de estudio para que se concreten en las
áreas en que pueden ser un sólido competidor tecnológico.
• La Facultad debe convertirse en un centro de formación científica para
los futuros ingenieros, con actitudes innovadoras, receptivos al cambio y
seguros de la capacidad que se tienen para enfrentar la innovación
tecnológica, que será impulsora del desarrollo del país.
26
ANALISIS DEL SEGUIMIENTO DE EGRESADOS
Para dar cumplimiento a uno de sus objetivos la
Dirección General de Educación Superior,
implementó estrategias que coadyuven a la
consolidación de la excelencia académica, una de
ellas es continuar con el estudio de seguimiento a
egresados1. Tarea que, sin duda alguna, permitirá
a
la Dependencia de Educación Superior llevar a
cabo acciones de reforma de planes y programas,
tendientes a elevar la calidad y pertinencia de los
procesos de formación de recursos del nivel
superior. Lo anterior traerá como consecuencia el
proporcionar a la sociedad profesionistas del alto
nivel y pertinencia.
27
Los resultados del análisis de seguimiento a egresados pretenden proporcionar
parámetros que sean útiles para ser reflejados en forma de políticas a seguir en el
diseño y evaluación de planes de estudio. Estos a su vez, fijarán criterios que
realmente estén enfocados a satisfacer la demanda del sector productivo de la
región.
Cabe hacer mención, que el seguimiento de egresados y el análisis de resultados
permitirá adecuar planes y programas de estudio de tal forma que el alumno, una
vez acreditada la totalidad de asignaturas del plan de estudios, sea apto para el
desempeño de actividades vinculadas con la formación profesional recibida, tanto
en el plano teórico como en el practico.
a) Actividades básica desarrolladas
De la muestra de egresados seleccionada par el seguimiento de egresados de
la Facultad, se observa que un 54% se encuentra desarrollando labores de
orden operativo, 24% supervisión, 16% labores organización y planeación,
asimismo, un 6% trabajo directivo.
Un 17.7% requiere esfuerzo en habilidades prácticas, un 20% habilidades de
dirección y un 51% planeación y organización. Como observación, un 71%
de los egresados requieren que se involucren en la formación del profesional,
conocimientos que los capaciten para desempeñar actividades de tipo
administrativa, ocupando cargos de dirección, organización y planeación.
b) Elementos influyentes en la región para contratación de un egresado de
FIME
El factor determinante para obtención de un empleo por parte de un egresado
del programa Comunicaciones y Electrónica fue la contratación directa en la
empresa. Significa que nuestro egresado muestra un comportamiento de alta
competitividad ya que 44.4% de la muestra fue contratado de dicha manera.
28
Además de un 11.1% que fue contratado debido a su experiencia. Como dato
importante, un 28.8% de los egresados fueron contratados desde su periodo
de servicio social externo, esto habla de la adaptabilidad del alumno al
trabajo y de la calidad de su formación.
c) Limitantes del ejercicio profesional par el egresado
En este rubro un 31% manifiesta el haber tenido limitantes para el ejercicio
de su profesión debido a falta de conocimientos que son necesarios para
ejercer la profesión actualmente. Sin embargo, un 17.7% opina que el
mercado de trabajo regional tiene una tendencia hacia la saturación. El
criterio de limitantes tiende a ser preocupante por el hecho de que solo un
31% de los encuestados manifiesta haber obtenido un ascenso. De estos un
15.5% afirma haber sido ascendido debido a la experiencia ganada en el
ejercicio, lo cual habla de la rápida adaptabilidad al empleo. Por otro lado, en
esta carrera, el 11.1% los encuestados afirman el que un factor importante
para obtener una promoción fue el haberse titulado.
Otro de los parámetros a considerar es el de tiempo entre egreso y el primer
empleo. Para el programa a evaluar, el tiempo promedio en un 51.1% fue
desde antes de egresar; hacia seis meses después del egreso a un 42.2%. Lo
anterior nos permite deducir el que nuestro egresado tiene demanda en el
mercado regional.
d) Consideraciones respecto a la formación recibida por los egresados
En este rubro se consideraron criterios de “adecuado / no adecuado”. De la
muestra un 76.5% consideró que l hizo falta la adquisición de algunos
conocimientos par el ejercicio de su profesión. De ellos se establecen los
parámetros siguientes: Equilibrio entre teoría – práctica en la formación
recibida 33.3% adecuado y el 35.5% como no adecuado.
29
Asimismo, un 22.2% de profesores competentes contra un 26.6% a
incompetencia a profesores; 33.3% adecuado para la duración de la carrera y
un 31.1% a inadecuado por obsoleto plan de estudios. Es de resaltar el alto
concentrado de respuestas hacia calificación de inadecuado en rubros que
competen directamente a la evaluación del plan de estudios como son:
equilibrio teoría – práctica, actualidad del plan de estudios y duración de la
carrera.
En conclusión, aunque la inserción de nuestros egresados en el mercado laboral
es buena, resultaba ya imperiosa la necesidad de actualizar en plan de estudios.
ANALISIS DEL ESTUDIO DE MERCADO
Al igual que el análisis del Seguimiento de egresados, el análisis del Estudio de mercado de trabajo2 en la región permitirá establecer criterios de valor en la evaluación de la curricúla que, sin lugar a duda, la adecuarán para que el egresado sea atractivo al empleador o competitivo a dicho mercado.
30
a) Criterios de contratación Dentro de estos rubros destaca que el 47% de los valores escapan a la tarea
de formación del profesional: experiencia y curriculum, lo cual habla de la
necesidad urgente de establecimiento de programas emergentes de
vinculación con el medio. Como contrapeso se manifestó un 29%
conocimiento del ramo y un 18% a disponibilidad de horario.
b) Habilidades deseadas en profesionistas
Los criterios útiles par este inciso son conocimientos de computación 33%,
manejo de personal y relaciones humanas 27%, creatividad y liderazgo 27%,
toma de decisiones 13%. Es de especial análisis los criterios establecidos
para habilidades deseadas por la empresa contratante dado que se refieren a
características propias de puestos administrativos y no de operación y
ejecución.
2 Dirección de Educación Superior; Reporte sobre estudio de mercado laboral 1996;
Serie ESTUDIO; programa FOMES 1996.
De los anteriores es pues necesario reforzar aspectos del plan de estudios que
involucren conocimientos del área administrativa para que el egresado
amplíe su horizonte de perspectivas de empleo.
31
En los correspondientes a este inciso se mencionarán aquellos que tengan que
ver con la formación académica del profesional, tales como: práctica de
conocimientos 32%, informática aplicada al área 28%, inglés con 24% y
métodos de investigación 8%.
Se puede detectar fallas en el proceso de impartición del idioma inglés, así
como necesidades de reforzamiento de conocimientos en el ramo de la
informática.
d) Deficiencias detectadas por los empleadores
La más destacadas y que tienen que ver directamente con conocimientos y
características responsabilidad de la curricúla evaluada, se refieren a: práctica
escolar 50%, inglés 27%, computación 25%, organización 10% y liderazgo
5%.
En los datos anteriores, se reflejan dos rubros para los que existen programas
institucionales y con carga en créditos dentro del plan de estudio: práctica
escolar e inglés. Sin duda que se establecerá un mecanismo mediante el cual
se estimule y de seguimiento a estos programas para abatir esta deficiencia.
Por último, en opinión de los empleadores, el profesional de FIME ha
cubierto las expectativas de la empresa en un 69% completamente y un 23%
en forma regular en lo referente a formación en conocimientos de la
disciplina de estudio, con lo que se concluye que nuestro egresado actual
tiene carencias sólo en lo tocante a:
• Administración
• Manejo de personal y relaciones humanas
• Toma de decisiones
• Liderazgo
• Computación
c) Conocimientos por reforzar detectados por empleadores
32
CAMPO DE TRABAJO
Dada la formación que se le proporciona al Ingeniero Mecánico – Electricista, su
campo de acción es amplio en razón de su preparación en las dos especialidades,
entre las oportunidades de empleo se mencionan las siguientes:
• Industria eléctrica
• Industria minera
• Industria siderúrgica
• Industria de la transformación
• Industria petrolera
• Industria metal – mecánica
• Centros de investigación científica
• Secretarías de estado y organismos descentralizados dedicados al ramo
• En forma independiente como:
- Proyectista
- Constructor
- Consultor de servicios
- Comerciante dent ro del ramo
OBJETIVOS CURRICULARES
• Preparar profesionistas capaces de entender las bases de la investigación
en ingeniería, a partir de un área de formación básica, que
posteriormente se enfocará a su aplicación en desarrollos tecnológicos.
• Capacitar al profesionista en el entendimiento científico y práctico que
debe emplear para generar cualquier tipo de proyecto mecánico, eléctrico
o mezcla de ambos con máxima eficiencia.
33
• Formar un profesionista capaz de generar dispositivos productivos
técnicos – económicos y sociales para la industria actual y futura.
ACTIVIDADES QUE REALIZA EL EGRESADO
Al cursar el 100% las asignaturas del plan de estudio, el Ingeniero Mecánico –
Electricista será capaz de:
• Determinar el proceso mecánico necesario para fabricar un producto
dado,
• Elaborar planos de fábrica,
• Evaluar la calidad del producto final de una cadena de producción de
acuerdo con estándares nacionales e internacionales,
34
• Analizar diferentes alternativas para integrar un sistema mecánico
eficiente,
• Supervisar la construcción y montaje de una máquina,
• Seleccionar y recomendar equipos,
• Diseñar instalaciones eléctricas, residenciales, comerciales e industriales
• Analizar la estabilidad y falla de un sistema de potencia,
• Seleccionar generadores, motores, fuentes de poder y equipo
electromagnético,
• Ejecutar pruebas de equipo eléctrico y mecánico,
• Diseñar sistemas de control para equipo eléctrico y mecánico,
• Brindar asesoría para la sección de equipo eléctrico y mecánico,
• Administrar departamentos relacionados con su área dentro la industria.
DURACIÓN DE LA CARRERA
Los conocimientos impartidos al Ingeniero Mecánico – Electricista se organizan
de una manera lógica. Siguiendo recomendaciones de organismos oficiales de
acreditación, se establecen áreas de formación, de acuerdo con las cuales y el
perfil del egresado deseado, se ha establecido el plan de estudio que refleja los
conocimientos requeridos para obtener un nivel de formación profesional
competitivo.
Así el plan de estudios del Ingeniero Mecánico – Electricista consta de ocho
semestres, contempla 63 asignaturas calendarizadas, sin contar el servicio social
35
interno, las actividades culturales y deportivas y la practica profesional, tiene un
total de 488 créditos.
Este está conformado por cuatro áreas del conocimiento, en las cuales se incluyen
materias específicas. Las áreas mencionadas son:
• Ciencias básicas y matemáticas,
• Ciencias de la ingeniería,
• Ingeniería aplicada,
• Cursos de apoyo,
• Ciencias Sociales.
ESTUDIOS PREVIOS
- Bachillerato técnico en el área físico – matemática,
- Bachillerato general.
PERFIL PROFESIONAL
El Ingeniero Mecánico – Electricista es un profesionista preparado para resolver
problemas dentro de la planta productiva, usando como herramienta la
computación, para proyectar, diseñar, construir y administrar sistemas mecánicos
y eléctricos. Su campo de acción se encuentra en lo correspondiente a generación,
transmisión, distribución e instalación de equipo mecánico y eléctrico, que haga
funcionable un sistema para obtener un producto o servicio. Su formación técnica
– científica contempla los cuatro aspectos de la ingeniería, que son:
• Diseño,
• Construcción,
36
• Ingeniería de planta,
• Dirección,
• Investigación y desarrollo.
PLAN DE ESTUDIOS DE LA LICENCIATURA
INGENIERO MECANICO – ELECTRICISTA
1998
CREDITOS TOTALES: 448 CREDITOS TOTALES: 63
SEMESTRE I T P Tt Cr SEMESTRE II T P Tt Cr
CALCULO DIFERENCIAL E ELECTICIDAD Y
INTEGRAL 3 2 5 8 MAGNETISMO 3 4 7 10
GEOMETRIA ANALITICA 3 2 5 8 CALCULO VECTORIAL 3 2 5 8
ALGEBRA LINEAL Y DIBUJO CON
VECTORIAL 3 2 5 8 HERRAMIENTAS CAD 0 4 4 4
PROGRAMACIÓN ECUACIONES
PROBABILIDA Y 3 4 7 10 DIFERENCIALES 3 2 5 8
ESTADÍSTICA 3 2 5 8 MÉTODOS NUEMERICOS 3 2 5 8
ESTATICA 3 2 5 8 OPTICA Y ACUSTICA 3 4 7 10
INGLES I 1 2 3 4 DINAMICA 3 2 5 8
ACTIVIDADES CULTURALES INGLES II 1 2 3 4
Y DEPORTIVAS 0 2 2 2 ACTIVIDADES CULTURALES SERVICIO SOCIAL INTERNO 0 0 0 0 Y DEPORTIVAS 0 2 2 2
SERVICIO SOCIAL INTERNO 0 0 0 0
37
TOTALES 19 24 43 62 TOTALES 19 24 43 62
SEMESTRE III T P Tt Cr SEMESTRE IV T P Tt Cr
CIRCUITOS ELECTRICOS I 3 2 5 8 CIRCUITOS ELECTRICOS II 3 2 5 8
METROLOGIA 3 4 7 10 MAQUINAS ELECTRICAS I 3 2 5 8
ADMINISTRACION Y COSTOS
3 2 5 8 ELECTRONICA I 3 2 5 8
TEORIA TECNOLOGIA DE LOS
ELECTROMAGNETICA 3 2 5 8 MATERIALES 3 2 5 8
MECANICA DE MATERIALES I
3 2 5 8 MECANICA DE MATERIALES
TERMODINÁMICA I 3 2 5 8 II 3 3 6 9
MECANICA DE FLUIDOS I 3 2 5 8 TERMODINAMICA II 3 2 5 8
INGLES III 1 2 3 4 MECANICA DE FLUIDOS II 3 2 5 8
ACTIVIDADES CULTURALES INGLES IV 1 2 3 4
Y DEPORTIVAS 0 2 2 2 ACTIVIDADES CULTURALES
SERVICIO SOCIAL INTERNO 0 0 0 0 Y DEPORTIVAS 0 2 2 2
SERVICIO SOCIAL INTERNO 0 0 0 0
TOTALES
22 20 42 64 TOTALES
22 19 41 63
SEMESTRE V T P Tt Cr SEMESTRE VI T P Tt Cr
SISTEMAS DE POTENCIA 3 2 5 8 SISTEMAS DE POTENCIA II 3 2 5 8
MAQUINAS ELECTRICA 3 2 5 8 MAQUINAS ELECTRICAS III 3 2 5 8
ELECTRONICA II 3 3 6 9 ELECTRONICA III 3 3 6 9
MECANISMOS 3 2 5 8 TEORIA DE CONTROL I 3 2 5 8
INSTALACIONES ILUMINACION 3 2 5 8
ELECTRICAS 3 3 6 9 DISEÑO I 3 2 5 8
PROCESOS DE MAQUINAS TERMICAS 3 2 5 8
FABRICACIÓN 3 3 6 9 INGLES VIII 1 2 3 4
TURBOMAQUINAS 3 2 5 8 ACTIVIDADES CULTURALES
INGLES VII 1 2 3 4 Y DEPORTIVAS 0 2 2 2
ACTIVIDADES CULTURALES SERVICIO SOCIAL INTERNO 0 0 0 0
Y DEPORTIVAS 0 2 2 2
SERVICIO SOCIAL INTERNO 0 0 0 0
TOTALES
22 21 43 65 TOTALES
19 19 38 57
SEMESTRE VII T P Tt Cr SEMESTRE VIII T P Tt Cr
PROTECCIÓN DE SISTEMAS PLANTAS GENERADORAS 3 2 5 8
ELÉCTRICOS 3 2 5 8 CONTROL DE MAQUINAS
SUBESTACIONES ELECTRICAS 3 2 5 8
38
ELECT RICAS 3 2 5 8 SISTEMAS DE DISTRIBUCION
3 2 5 8
TEORIA DE CONTROL II 3 2 5 8 TALLER DE DISEÑO 3 2 5 8
DISEÑO II 3 2 5 8 INGENIERIA ECONOMICA 3 2 5 8
ANALISIS DINAMICO DE AIRE ACONDICIONADO Y
MAQUINAS 3 2 5 8 REFRIGERACON 3 2 5 8
TRANSFERENCIA DE CALOR 3 2 5 8 SEMINARIO DE SEMINARIO DE INVESTIGACION II 0 3 3 3
INVESTIGACION I 0 3 3 3 PRACTICA PROFESIONAL 0 0 0 0
INGLES VII 1 2 3 4 INGLES VIII 1 2 3 4
ACTIVIDADES CUL TURALES Y DEPORTIVAS 0 2 2 2
Y DEPORTIVAS 0 2 2 2 SERVICIO SOCIAL INTERNO 0 0 0 0
SERVICIO SOCIAL INTERNO 0 0 0 0
TOTALES
19 19 38 57 TOTALES
19 19 38 57
PROGRAMA DE TERMODINÁMICA I VIGENTE
Junio de 1998
39
Universidad de Colima
Dirección General de Educación Superior
Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
DATOS GENERALES
NOMBRE DE LA MATERIA: Termodinámica I
LICENCIATURA: Ingeniero Mecánico Electricista Plan: 98
Semestre: 3° Créditos: 8
Total hrs. a la semana: 5 Hrs. Teóricas: 3 Hrs. Practicas: 2
Total hrs. al semestre: 90 Hrs. Teóricas: 54 Hrs. Practicas: 36
Materias antecedentes relacionadas: Ecuaciones Diferenciales
Materias paralelas relacionadas: Mecánica de Fluidos
40
Materias consecutivas relacionadas: Termodinámica II
Elaborado por: Luis Eduardo Alcaraz Iñiguez
José Manuel Garibay Cisneros
Fecha: 7/ Junio/ 98
PRESENTACION: El empleo de la Termodinámica se constituye actualmente
como uno de los pilares de la ingeniería, ya que los fenómenos que estudia rigen
gran parte de nuestra vida cotidiana. En el estudio de la termodinámica muchos
problemas se refieren a procesos que se realizan en equipos tales como una planta
termoeléctrica de vapor, un refrigerador, un motor de combustión interna, el
mismo cuerpo humano, etc.
OBJETIVO GENERAL: Dotar al estudiante de todos los tópicos y
conocimientos necesarios para estudiar el funcionamiento y las aplicaciones
principales, así como también de la metodología empleada para relacionar los
aspectos físicos con los teóricos y poder resolver problemas de índole
termodinámico.
CONTENIDO:
1. INTRODUCCION
1.1 Objeto de estudio de la Termodinámica
1.2 Termodinámica y Energía
2. CONCEPTOS BASICOS Y DEFINICIONES
2.1 Dimensiones y unidades
2.2 Sistemas: cerrados y abiertos
2.3 Presión, temperatura, volumen especifico, etc.
41
2.4 Ecuación de los gases ideales
3. GASES REALES
3.1 Coordenadas reducidas y factor de compresibilidad
3.2 Ecuaciones de estado
3.3 Determinación de propiedades
3.4 Ecuación de estado generalizada
4. TRABAJO Y CALOR
4.1 Energía y leyes de conservación
4.2 Trabajo en termodinámica
4.3 Calor
5. PROPIEDADES DE UNA SUBSTANCIA PURA
5.1 Diagramas de fase, punto triple, superficies termodinámicas
5.2 Tablas de vapor, diagrama de Mollier
6. PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA
6.1 Sistemas cerrados
6.2 Ley de Joule
6.3 Sistemas abiertos
7. SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA
7.1 Máquina térmica, bomba de calor
7.2 Ciclo de Carnot
7.3 Desigualdad de Clasius
7.4 Entropía
7.5 Energía aprovechable, no aprovechable, irreversibilidad
8. PROCESOS CON GASES IDEALES
8.1 Volumen constante
8.2 Presión constante
8.3 Temperatura constante
8.4 Entropía constante
42
8.5 Entalpía constante
8.6 Tablas de gases a baja presión
LINEAMIENTOS DIDACTICOS:
- Exposición de temas
- Resolución de problemas
- Elaboración de tareas
- Desarrollo de proyectos
- Prácticas
LINEAMIENTOS DE EVALUACION:
- Participaciones 10%
- Teoría (exámenes parciales) 40%
- Tareas 20%
- Proyecto 30%
43
BIBLIOGRAFIA:
- Yunus A. Cengel
Termodinámica
Mc. Graw – Hill
- Keneth – Wark
Termodinámica
Mc. Graw – Hill
44
PROPUESTA PARA LA ASIGNATURA DE TERMODINÁMICA I
Agosto del 2000
Universidad de Colima
Dirección General de Educación Superior
45
Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
DATOS GENERALES
NOMBRE DE LA MATERIA: Termodinámica I
LICENCIATURA: Ingeniero Mecánico Electricista Plan: 98
Semestre: 3° Créditos: 8
Total hrs. a la semana: 5 Hrs. Teóricas: 3 Hrs. Practicas: 2
Total hrs. al semestre: 90 Hrs. Teóricas: 54 Hrs. Practicas: 36
Materias antecedentes relacionadas: Ecuaciones Diferenciales
Materias paralelas relacionadas: Mecánica de Fluidos
Materias consecutivas relacionadas: Termodinámica II
Elaborado por: Luis Eduardo Alcaraz Iñiguez
Fecha: 04/ Agosto/ 2000
OBJETIVOS GENERALES
46
La termodinámica es una asignatura que estudia los procedimientos de obtener,
transformar, transmitir y utilizar el calor, así como los principios de funcionamiento y
las singularidades de las máquinas, aparatos y dispositivos térmicos.
En la actualidad el abastecimiento energético de un país determina su potencial
económico y el nivel de vida de su población. Durante los últimos 10 a 20 años los
precios del combustible han crecido bruscamente, de aquí se comprende la importancia
de la termodinámica, la que establece las leyes que rigen la transformación del calor en
trabajo y viceversa; por lo que es objetivo de este primer curso que los alumnos
dominen y apliquen los fundamentos del intercambio térmico y másico, los cuales
contemplan a la primera ley de la termodinámica, segunda ley de la termodinámica,
procesos con gases ideales, procesos con gases reales y la relación entre trabajo y calor.
UNIDAD 1.- INTRODUCCIÓN.
OBJETIVO.- Definir que es la Termodinámica I y el alcance que esta tiene.
47
CONTENIDO.
Concepto de Termodinámica.
Nociones principales y principios de partida de la Termodinámica.
METODOLOGÍA.
Señalar el punto principal del concepto de Termodinámica y hacer una
disertación sobre tema; realizando una serie de preguntas al final de la exposición
con el fin de involucrar a los alumnos en el proceso.
Los alumnos serán responsable de elaborar una lista de actividades en el hogar las
cuales tienen que ver con procesos termodinámicos, tales como cambio de fase,
presión, temperatura y volumen especifico.
RECURSOS DIDÁCTICOS.
En esta unidad se proyectarán acetatos de una planta de potencia de vapor, así
como la video de la película síndrome de china, se hará uso del pizarron como
auxiliar en la solución de dudas en el alumno.
EVALUACIÓN.
En esta unidad el alumno entregará una lista de al menos cinco actividades que se
realicen en el hogar y las cuales involucran procesos Termodinámicos.
El maestro cuestionará sobre las actividades que presenten los alumnos con el fin
de percatarse de la conceptualización por parte de ellos.
48
CRITERIOS DE EVALUACIÓN.
a) Un trabajo individual por alumno 70%,
b) Evaluación por parte del maestro al realizar preguntas que involucren un
grado adecuado de conceptualización, así como en base a los requisitos de
asistencia y entrega de trabajo 30%.
UNIDAD 2.- CONCEPTOS BASICOS Y DEFINICIONES.
OBJETIVO.- Comprender y utilizar con absoluta propiedad las
definiciones de cantidades físicas como son longitud, masa, volumen,
sistemas cerrados, abiertos y aislados así como propiedades de estado y
definición de proceso.
49
a) Dimensiones y unidades,
b) Sistemas: cerrados, abiertos y aislados,
c) Presión, temperatura, volumen especifico, densidad, energía,
d) Principios: Baylle Mariolle Charles.- gases perfectos – presión y
temperatura absoluta, volumen especifico – aplicaciones, sus
limitaciones.
METODOLOGÍA.
Los métodos de conducción del proceso que se utilizaran durante esta
unidad serán:
a) Exposición del catedrático realizando una descripción estructural del
sistema internacional de unidades así como determinación de la
ecuación de estado de los gases ideales.
b) Ejemplificación de las definiciones de presión, temperatura, volumen
especifico, densidad, energía, etc.
c) En grupos de cinco elementos solucionarán los ejercicios 1.3, 1.6, 1.17,
1.23; del libro de Ingeniería en Termodinámica del autor J. B. Jones.
Elaborar un resumen de las propiedades Termodinámicas como son;
presión, temperatura, volumen especifico, densidad, etc., solucionar
ejercicios relacionados con estas propiedades utilizando el sistema
internacional de unidades.
CONTENIDO.
50
Desarrollar proyecto en el que se determinen las propiedades del aire de
aspiración de un motor de combustión interna, sirviendo como facilitador
del aprendizaje al grupo de alumnos.
RECURSOS DIDÁCTICOS.
Por la naturaleza del contenido de esta unidad se hará uso del pizarrón para
elaborar un cuadro de unidades básicas del sistema internacional y
compararlas con el sistema ingles de unidades. Presentar físicamente
termómetro, manómetro y densímetro, con los que los alumnos tendrán
interacción. Así mismo se usará la red de información (Internet) para
fomentar la investigación y corroborar lo expuesto en clase.
EVALUACIÓN.
Para llevar a cabo el proceso de evaluación de esta unidad, se recomienda:
a) Un trabajo individual por alumno que involucra la solución de los
siguientes ejercicios:
1) Encender compresor y tomar lecturas de datos de placa, presión y
temperatura del mismo.
2) Determinar la temperatura teórica para el compresor del taller de
maquinas y herramientas con los siguientes parámetros: presión igual
a 101 kPa., temperatura de 27°C y una relación de compresión de 12.
51
3) 0.908 Kg., de aire a 32.2°C sufren una expansión mediante un proceso
politrópico reversible con n= 1.25 hasta que la presión disminuya a la
mitad hállense:
• ∆U, ∆H y ∆S
• W
• Q
4) Cierta olla de presión tiene un volumen de 6 lts., y una presión de
operación de 75 kPa. Al principio contiene 1 Kg., de agua, es
suministrado calor a la olla de presión a una relación de 500 W.,
durante 30 minutos después de que alcanza la presión de operación.
Suponga una presión atmosférica de 100 kPa., y determine:
• La temperatura a la cual sucede el cocimiento,
• La cantidad de agua que queda en la olla de presión al final
del proceso.
b) Evaluación por parte del maestro.
En este rubro se llevará a cabo un registro:
1) Asistencia de los alumnos,
2) Participación de los alumnos al contestar preguntas expresas
en clase.
52
CRITERIOS DE EVALUACIÓN.
a) Un trabajo individual por alumno 70%,
b) Evaluación por parte del maestro 30%.
UNIDAD 3.- GASES REALES.
OBJETIVO.- Aplicar las ecuaciones de estado a los gases reales.
CONTENIDO.
a) Coordenadas reducidas y factor de comprensibilidad,
b) Ecuaciones de estado,
53
c) Determinación de propiedades,
- Entalpía;
- Entropía;
- Energía interna;
d) Ecuación de estado generalizada.
METODOLOGÍA.
Los métodos de conducción del proceso que se utilizaran durante esta
unidad serán:
a) Exposición del catedrático en donde se señala de diferencia entre gases
ideales y gases reales.
b) Discusión en clase en donde se fomentará el intercambio de ideas y
opiniones sobre las ecuaciones viriales y Vander Waals.
c) Presentar un caso que involucre la necesidad del uso de la carta
generalizada y de las ecuaciones de Vander Waals.
d) Elaborar un ensayo sobre este tema.
RECURSOS DIDÁCTICOS.
En esta unidad se hará uso del pizarrón para deducir las ecuaciones de
Vander Waals y se usará el acetato para proyectar las graficas de factor de
compresibilidad, propiedades de los gases a baja presión y propiedades
críticas y constantes de Vander Waals.
54
EVALUACIÓN.
Para llevar a cabo el proceso de evaluación de esta unidad, se recomienda:
a) Trabajo individual por parte del alumno en el que presentará un caso de
gases reales con solución por medio de la carta generalizada y las
ecuaciones de Vander Waals,
b) Evaluación del proceso por parte del grupo.
CRITERIOS DE EVALUACIÓN.
c) Trabajo individual por parte del alumno 60%,
d) Evaluación del proceso por parte del grupo 40%.
UNIDAD 4.- TRABAJO Y CALOR.
OBJETIVO.- Identificar y aplicar las leyes de la Termodinámica
necesarias para determinar cuantitativamente los valores de calor trabajo y
energía.
CONTENIDO.
a) Energía y leyes de conservación,
b) Trabajo en termodinámica,
c) Calor.
55
METODOLOGÍA.
Los métodos de conducción del proceso que se utilizaran durante esta
unidad serán:
a) Exposición del catedrático deduciendo las ecuaciones que rigen las
leyes de conservación,
b) Presentar una demostración de conservación de la masa utilizando el
sistema de bombeo de la facultad,
c) Realizar un foro en el que se involucren todos los alumnos y se lleve a
cabo un análisis y síntesis de las definiciones de trabajo y calor y la
relación que existe entre ellos.
RECURSOS DIDÁCTICOS.
En esta unidad se utilizará el pizarrón para deducir las ecuaciones de las
leyes de conservación, así mismo se preparará la demostración utilizando el
sistema de bombeo de la Facultad y manómetros en la entrada y salida del
sistema.
Se utilizará el contrato de aprendizaje para involucrar a los alumnos mas de
lleno en su información.
EVALUACIÓN.
56
Esta unidad será evaluada al presentar el alumno un informe por escrito en
donde se detalle la relación que existe entre trabajo y calor de la
demostración presentada, haciendo énfasis en las leyes de conservación de
volumen y masa.
Se revisará el contrato individual de aprendizaje con cada uno de los
alumnos para evaluar el avance logrado.
CRITERIOS DE EVALUACIÓN.
a) Informe por escrito 40%,
b) Auto – evaluación(contrato de aprendizaje) 60%.
UNIDAD 5.- PROPIEDAES DE UNA SUSTANCIA PURA
OBJETIVO.- Seleccionar y aplicar las propiedades de una sustancia
pura en sus fases sólido liquido y gas.
CONTENIDO.
a) Diagramas de fase, punto triple, superficies termodinámicas,
b) Tablas de vapor, diagrama de Mollier.
METODOLOGÍA.
57
Aquí se presentará un caso (se anexa) en el que los alumnos obtendrán las
propiedades del agua utilizando las tablas de vapor y el diagrama de
Mollier.
RECURSOS DIDÁCTICOS.
Usaremos el pizarrón para la descripción de la temperatura del punto triple
del agua, proyector de acetatos para mostrar las tablas de vapor y el
diagrama de Mollier.
EVALUACIÓN.
Evaluación por parte del grupo.
Se presentará un caso en el que los alumnos elaborarán una demostración
de la forma en que se usan las tablas de vapor y el diagrama de Mollier, en
la solución de problemas que involucran a propiedades de una sustancia
pura.
CRITERIOS DE EVALUACIÓN.
* Presentación de la demostración 60%,
* Evaluación por parte del grupo 40%.
58
UNIDAD 6.- PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA.
OBJETIVO.- Comprender y aplicar la ley de la conservación de la
energía en sistemas abiertos cerrados y aislados.
CONTENIDO.
a) Ley de Joule
b) Ley de la conservación de la energía.
METODOLOGÍA.
59
A través de exposición en el pizarrón se deducirán los modelos matemáticos
que rigen las leyes de conservación de la energía, además se realizará un
foro con los alumnos en los que viertan sus opiniones al respecto, después
de eso los alumnos elaborarán un proyecto en el que se pueda apreciar las
leyes de conservación de la energía.
Se disertará sobre la ley de Joule y se pedirá a los alumnos al menos cinco
direcciones de Internet que traten sobre el tema de las leyes de conservación
y presentarán un resumen del contenido de ellas.
Se realizará un contrato de aprendizaje individual.
RECURSOS DIDÁCTICOS.
Se usará el pizarrón para deducir las ecuaciones de la primera ley de la
termodinámica y hacer el uso de la computadora vía Internet al involucrar a
los alumnos en la búsqueda de referencias de la asignatura.
EVALUACIÓN.
a) Auto – evaluació n(contrato de aprendizaje individual),
b) Evaluación por parte del maestro(según el grado de conceptualización del
tema).
CRITERIOS DE EVALUACIÓN.
c) Auto – evaluación 70%,
60
d) Evaluación por parte del maestro al monitorear el avance del contrato de
aprendizaje individual 30%.
UNIDAD 7.- SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA.
OBJETIVO.- Aplicar la segunda ley de la Termodinámica en la
determinación de la eficiencia de las maquinas térmicas.
CONTENIDO.
a) Máquina térmica, Bomba de calor,
b) Ciclo de Carnot,
c) Desigualdad de Clausius,
d) Entropía,
e) Energía aprovechable, no aprovechable e irreversibilidad.
METODOLOGÍA.
Serán deducidas las ecuaciones de la segunda ley de la termodinámica
además a la bomba de calor que existe en el taller de Mecánica le serán
61
determinadas las temperaturas de foco frío y de foco caliente y con ellas
hacer el calculo de la eficiencia del ciclo de Carnot.
RECURSOS DIDÁCTICOS.
Los recursos didácticos que serán utilizados en esta unidad son:
- Pizarron para deducir la segunda ley de la termodinámica,
- La bomba de calor que existe en el taller de mecánica para una practica
de calculo de eficiencia de maquinas térmicas.
EVALUACIÓN.
a) Auto – evaluación,
b) Evaluación por parte del maestro.
CRITERIOS DE EVALUACIÓN.
c) Auto – evaluación 60%,
d) Evaluación por parte del maestro al supervisar los conceptos
aprendidos de la materia en las practicas realizadas 40%.
62
UNIDAD 8.- PROCESOS CON GASES IDEALES .
OBJETIVO.- Aplicar correctamente la ecuación de estado de los gases
ideales a los cinco procesos con que utilizan gases en Termodinámica.
CONTENIDO.
• Proceso a presión constante,
• Proceso a volumen constante,
• Proceso a temperatura constante,
• Proceso adiabático,
• Proceso politrópico,
METODOLOGÍA.
Los métodos de proceso que se utilizaran durante esta unidad serán
a) Una exposición del catedrático deduciendo las ecuaciones que rigen el
comportamiento de los gases ideales,
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b) Una demostración del aplicación de estas leyes por parte de los
alumnos,
c) Realizar un foro en la que se involucren los alumnos y realicen un
análisis de los procesos con gases ideales.
RECURSOS DIDÁCTICOS.
En esta unidad se utilizará el pizarron para deducir el comportamiento de
los gases ideales y el equipo de computo utilizando el Software, ANSYS, en
la solución de problemas relacionados con los gases.
EVALUACIÓN.
1) Presentar la solución de la conducción de calor a través de una sección
de chimenea .
2) Presentar la solución de la transferencia de calor transitoria en una
placa.
3) Presentar el diseño de un horno solar.
CRITERIOS DE EVALUACIÓN.
a) Auto – evaluación (contrato individual de aprendizaje) 40%,
b) Presentación de la solución de los problemas 30%.
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CONCLUSIONES
Esta propuesta tiene propósito de servir de guía al maestro que sea asignado para
impartir esta asignatura por lo que se dan recomendaciones generales además de que se
da por hecho que todo plan que se elabora y se presenta es perfectible.
Creo que esta propuesta comparada con la que actualmente se utiliza tiene varias
ventajas como son:
a) Queda mas claro los defectos que tenemos los maestros en la forma en que
actualmente se presenta la clase.
b) La dificultad de asignar una calificación al final del curso se ve soportada
por una propuesta de evaluación holistica.
c) La inclusión de ejercicios que involucren herramientas tan poderosas como
son la computadora y la red, preparan al alumno en una forma integral.
A demás con el fin de tener un control se anexa unos registros que se sugiere puedan ser
utilizados, estos registros son:
a) Boletín de calificaciones,
b) Modelo de programación de trabajo,
c) Formato de prueba y examen diagnostico.
También se anexan software, graficas y tabla de resultados de los ejercicios de cambio
de fase sólido liquido, conducción de calor a través de una chimenea.
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ANEXOS REFERENCIAS
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- Curso de Termodinámica
www.personal.redestb.es/juna_villa
- www.lucas.simplenet.com/trabajos/termodinámica/termodinámica.html
- www.geocities.com/cape/anaveral/hangar/2976/temirre.html
- www.phobos.eiqucv.cl/termogeneral
- www.10d10.com/compisteria/fotocopiadora/ejercicios/termodinamica.html
- www.bicho.uc3m.es/alum/pracer.html
- www.cec.uchile.cl/”roroman/pag_1/estruct.html
- www.yunusA.Cengel.Termodinamica.McGrawHill.TomoI.1996
- www.A.P.Baskarov.Termotecnica.MIR.1985
- www.IrvingGrranet.Termodinamica.P.H.H.1988
- Yunus A. Cengel (1996). Termodinámica tomo I. México. Mc Graw Hill
Interamericana de México.
- Baskakov A. P. (1985). Termodinámica. Moscú. MIR.
- Levenspiel Octave (1996). Fundamentos de Termodinámica. México. Prentice –
Hall. Hispanoamericana, S.A.
- Jones J. B. (1997). Ingenieria Termodinámica. México. Prentice – Hall
Interoamericana.
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- Estévez Nénninger Etty (1999). La enseñanza basada en el uso de estrategias
cognitivas. Sonora. Unison.
- Didou Aupetit Sylvie. “El ingreso a la educación superior: un problema
permanente” en Educación 2001. Núm. 14. 1996. Pp. 54-57
- Arechevala Ricardo y Solís, Pedro (coordinadores). La universidad pública
¿Tiene rumbo su desarrollo en México? U de G/UAA. 1999. Pp.15-37
- Ch. Baudelot y Roger Establet. La escuela capitalista. México, Ed. Siglo XXI,
1975, p. 175-197, 260-233, 239-258.
- Sergio U. Nilo. “Temas de evaluación”. Varios, en Evaluación Educativa.
México, UPN, 1979, p. 31-40.
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