Syllabus

AEF-1004 BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA

MIA BADYA NALLELY OLVERA YABUR

bnolvera@itescam.edu.mx

Semestre Horas Teoría Horas Práctica Créditos Clasificación
4 3 2 5 Ciencia Ingeniería

Prerrequisitos
1. Conocer los tipos de reacciones químicas. 2. Ley de la conservación de la materia y energía. 3. Estequiometría. 4. Conocer la simbología química en las reacciones. 5. Conocimientos básicos de termodinámica. 6. Dominio de Excel. 7. Dominio de calculadora científica.

Competencias Atributos de Ingeniería
Identifica las operaciones y procesos de separación en el campo de la ingeniería, estructurando diagramas de flujo de procesos para establecer balances de masa sin reacción química en régimen estacionario.   Identificar, formular y resolver problemas de ingeniería aplicando los principios de las ciencias básicas e ingeniería
Aplica los algoritmos establecidos para realizar balances de masa con reacción química en flujo continuo.   Identificar, formular y resolver problemas de ingeniería aplicando los principios de las ciencias básicas e ingeniería
Analiza los distintos tipos de procesos (isotérmico, adiabático, isobárico, aislado) para resolver balances de energía y masa en procesos sin reacción química.   Identificar, formular y resolver problemas de ingeniería aplicando los principios de las ciencias básicas e ingeniería
Analiza y diferencia procesos isotérmicos y adiabáticos para calcular balances de energía en sistemas con reacción química en estado estable.   Identificar, formular y resolver problemas de ingeniería aplicando los principios de las ciencias básicas e ingeniería

Normatividad
1. Tiempo de tolerancia al inicio de la sesión son de 10 minutos máximo. 2. Mínimo requerido de asistencias para derecho a examen departamental 80%. 3. Dirigirse hacia el docente y compañeros respetuosamente. No decir palabras altisonantes. 4. Entregar en tiempo y forma, bajo los acuerdos establecidos (rúbricas) las tareas correspondientes en la plataforma de Moodle. 5. Cada alumno debe tener todas sus actividades en Moodle, así sean trabajos en equipos. 6. Llevar el material que se requiera, según corresponda a las actividades a realizar durante el semestre, no llevar el material implica una reducción en su porcentaje de calificación (sean prácticas, actividades formativas y/o complementarias). 7. No uso de celulares, que no sea con fines didácticos, como consulta de información, uso de aplicaciones didácticas, entre otras. 8. Sólo se aceptan justificaciones que se gestionen en Control Escolar. 9. Todas las evidencias que se suban a la plataforma de Moodle, deben de seguir las siguientes aspectos: Nombre_Apellido_Carrera_Actividad#, ejemplo: JUAN_PÉREZ_IBQ_A1. 10. Portar la bata de laboratorio durante las prácticas, y respetar el reglamento del mismo.

Materiales
1. Calculadora científica. 2. Laptop. 3. Hojas cuadriculadas (para realizar ejercicios).

Bibliografía disponible en el Itescam
Título
Autor
Editorial
Edición/Año
Ejemplares

Parámetros de Examen
PARCIAL 1 De la actividad 1.1.1 a la actividad 2.1.4
PARCIAL 2 De la actividad 3.1.1 a la actividad 4.1.5

Contenido (Unidad / Competencia / Actividad / Material de Aprendizaje)
1. Balance de materia sin reacción química.
          1.1. Identifica las operaciones y procesos de separación en el campo de la ingeniería, estructurando diagramas de flujo de procesos para establecer balances de masa sin reacción química en régimen estacionario.
                   1.1.1. Identificar equipos de proceso y las operaciones que en ellos se realizan.
                           Problemas de balance de materia y energía en la industria alimentaria /
                           ( bytes)
                           ( bytes)
                          
                   1.1.2. Estructurar diagramas de flujo de un proceso.
                           Ingeniería química : operaciones básicas / J. F. Richardson ; Joaquin Casal Fabrega
                          
                   1.1.3. Elaborar diagramas de flujo de equipos y procesos y caracteriza las corrientes que intervienen de manera adecuada.
                           Ingeniería química : operaciones básicas / J. F. Richardson ; Joaquin Casal Fabrega
                          
                   1.1.4. Resolver ejercicios de aplicación de conceptos básicos y conversiones de unidades.
                           ( bytes)
                          
                   1.1.5. Deducir la ecuación general de balance de materia y sus variantes.
                          
                           Bioprocess engineering principles / Doran, Pailine M.
                           Principios elementales de los procesos químicos / Felder, Richard M.; Ronald W. Rousseau; María Teresa Aguilar Ortega
                           ( bytes)
                          
                   1.1.6. Realizar balances de masa en operaciones unitarias como mezclado, evaporación, cristalización, destilación, extracción entre otras.
                           Ingeniería de los procesos aplicada a la industria láctea / Romain Jeantet, Michel Roignant, Gérard Brulé; José María Peiró Esteban
                           ( bytes)
                          
                   1.1.7. Realizar ejercicios de balances de masa en diagramas de flujo.
                           Bioprocess engineering principles / Doran, Pailine M.
                           Ingeniería de los procesos aplicada a la industria láctea / Romain Jeantet, Michel Roignant, Gérard Brulé; José María Peiró Esteban
                           ( bytes)
                          
2. Balance de materia con reacción química.
          2.1. Aplica los algoritmos establecidos para realizar balances de masa con reacción química en flujo continuo.
                   2.1.1. Determinar el reactivo limitante o en exceso para una reacción o sistema de reacciones.
                          
                   2.1.2. Determinar el por ciento de conversión de la reacción, el rendimiento y la selectividad.
                          
                   2.1.3. Realizar balances de masa con reacción en sistemas en equilibrio a ciertas condiciones de operación.
                          
                   2.1.4. Resolver problemas con balances de masa en sistemas reaccionantes incluyendo los que involucren reacciones de combustión.
                          
3. Balance de energía sin reacción química.
          3.1. Analiza los distintos tipos de procesos (isotérmico, adiabático, isobárico, aislado) para resolver balances de energía y masa en procesos sin reacción química.
                   3.1..
                          
                   3.1.1. Deducir la ecuación general de balance de energía y sus variantes.
                           Principios básicos y cálculos en ingeniería química / David Mautner Himmelblau; Roberto Luis Escalona García
                           Principios elementales de los procesos químicos / Felder, Richard M.; Ronald W. Rousseau; María Teresa Aguilar Ortega Edición: 3a.
                           ( bytes)
                          
                   3.1.2. Plantear el problema en un diagrama de bloques.
                           Principios básicos y cálculos en ingeniería química / David Mautner Himmelblau; Roberto Luis Escalona García
                           Principios elementales de los procesos químicos / Felder, Richard M.; Ronald W. Rousseau; María Teresa Aguilar Ortega Edición: 3a.
                          
                   3.1.3. Aplicar el aprendizaje basado en problemas para resolver balances de energía sin reacción química en una sola fase, con cambio de fase y química combinados.
                           Principios básicos y cálculos en ingeniería química / David Mautner Himmelblau; Roberto Luis Escalona García
                           Principios elementales de los procesos químicos / Felder, Richard M.; Ronald W. Rousseau; María Teresa Aguilar Ortega Edición: 3a.
                           ( bytes)
                          
                   3.1.4. Resolver problemas de balances de energía y masa estableciendo la ruta hipotética a seguir.
                           Principios básicos y cálculos en ingeniería química / David Mautner Himmelblau; Roberto Luis Escalona García
                           Principios elementales de los procesos químicos / Felder, Richard M.; Ronald W. Rousseau; María Teresa Aguilar Ortega Edición: 3a.
                          
4. Balance de energía con reacción química.
          4.1. Analiza y diferencia procesos isotérmicos y adiabáticos para calcular balances de energía en sistemas con reacción química en estado estable.
                   4.1.1. Calcular la entalpía de reacción para una conversión dada.
                           Principios elementales de los procesos químicos / Felder, Richard M.; Ronald W. Rousseau; María Teresa Aguilar Ortega Edición: 3a.
                           Principios básicos y cálculos en ingeniería química / David Mautner Himmelblau; Roberto Luis Escalona García
                           ( bytes)
                          
                   4.1.2. Determinar la cantidad de fluido de enfriamiento o calentamiento necesario para mantener a un reactor isotérmico.
                           Principios básicos y cálculos en ingeniería química / David Mautner Himmelblau; Roberto Luis Escalona García
                           Principios elementales de los procesos químicos / Felder, Richard M.; Ronald W. Rousseau; María Teresa Aguilar Ortega Edición: 3a.
                          
                   4.1.3. Calcular la temperatura final alcanzada en un reactor adiabático.
                           Principios básicos y cálculos en ingeniería química / David Mautner Himmelblau; Roberto Luis Escalona García
                           Principios elementales de los procesos químicos / Felder, Richard M.; Ronald W. Rousseau; María Teresa Aguilar Ortega Edición: 3a.
                          
                   4.1.4. Realizar balances en sistemas que involucren más de una reacción.
                           Principios básicos y cálculos en ingeniería química / David Mautner Himmelblau; Roberto Luis Escalona García
                           Principios elementales de los procesos químicos / Felder, Richard M.; Ronald W. Rousseau; María Teresa Aguilar Ortega Edición: 3a.
                          
                   4.1.5. Realizar balances a partir de diagramas de procesos combinados con o sin reacción química en estado estable.
                           Principios básicos y cálculos en ingeniería química / David Mautner Himmelblau; Roberto Luis Escalona García
                           Principios elementales de los procesos químicos / Felder, Richard M.; Ronald W. Rousseau; María Teresa Aguilar Ortega Edición: 3a.
                          

Prácticas de Laboratorio (20222023P)
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