FISICA DE CONVERTIDORES ENERGETICOS
GRADO EN FISICA
Curso 2026/2027
1. Datos de la asignatura
(Fecha última modificación: 03-06-26 13:15)- Código
- 100870
- Plan
- ECTS
- 6.00
- Carácter
- OPTATIVA
- Curso
- 4
- Periodicidad
- Segundo Semestre
- Idioma
- ESPAÑOL
- Área
- FÍSICA APLICADA
- Departamento
- Física Aplicada
- Plataforma Virtual
Datos del profesorado
- Coordinador/Coordinadora
- Alejandro Medina Domínguez
- Grupo/s
- Todos
- Centro
- Fac. Ciencias
- Departamento
- Física Aplicada
- Área
- Física Aplicada
- Despacho
- Despacho nº 14, Edif. Trilingüe
- Horario de tutorías
- A convenir mediante solicitud vía mail
- URL Web
- https://produccioncientifica.usal.es/investigadores/56084/detalle
- amd385@usal.es
- Teléfono
- 923 29 45 00 – Ext. 6337
2. Recomendaciones previas
Es recomendable haber cursado previamente las asignaturas: Termodinámica I, Termodinámica II y Métodos Numéricos.
3. Objetivos
- Aplicar los principios de la Termodinámica a diferentes procesos de conversión energética.
- Comprender el carácter unificado de diferentes procesos de conversión dentro del ámbito de la Termodinámica.
- Comprender la importancia de los análisis de irreversibilidades en los procesos energéticos
- Utilizar el formalismo termodinámico para optimizar el diseño y funcionamiento de diversos convertidores energéticos, minimizando las irreversibilidades.
- Utilizar el formalismo termodinámico para plantear y analizar procesos óptimos en el ámbito de la conversión energética.
4. Competencias a adquirir | Resultados de Aprendizaje
Básicas / Generales | Conocimientos.
- Desarrollar las capacidades de análisis y de síntesis con el objeto de poder abstraer las propiedades estructurales de la realidad física distinguiéndolas de aquellas puramente ocasionales y poder inferirlas, comprobarlas o refutarlas como también cuantitativa y con el grado de precisión que sea requerido del fenómeno físico en cuestión.
- Incrementar la capacidad de organización y planificación con el objeto de resolver con éxito el problema analizado.
- Desarrollar la capacidad de razonamiento crítico para poder identificar analogías entre fenómenos físicos diferentes y ser capaz de construir modelos físicos, así como poder detectar errores en razonamientos, aproximaciones o cálculos incorrectos.
- Ser capaz de plantear y resolver problemas físicos obteniendo una descripción no sólo cualitativa sino también cuantitativa y con el grado de precisión que sea requerido del fenómeno físico en cuestión.
- Aprender de manera autónoma nuevos conocimientos y técnicas.
Específicas | Habilidades.
- Saber aplicar los conocimientos termodinámicos a su trabajo o vocación de una forma profesional y poseer las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas de conversión de e energía dentro de la Termodinámica
- Tener la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes, dentro de la Termodinámica, para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética
- Poder transmitir información, ideas, problemas y soluciones del ámbito de la Termodinámica a un público tanto especializado como no especializado.
- Haber desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores en Termodinámica con un alto grado de autonomía.
- Ser capaz de plantear y resolver problemas de conversión de energía obteniendo una descripción no sólo cualitativa sino también cuantitativa y con el grado de precisión que sea requerido del fenómeno físico en cuestión.
Transversales | Competencias.
- Ser capaz de desarrollar una clara percepción unificadora de situaciones aparentemente diferentes, permitiendo por lo tanto el uso de soluciones conocidas a nuevos problemas
- Ser capaz de identificar lo esencial de un proceso / situación y establecer un modelo adecuado; el graduado debería ser capaz de realizar las aproximaciones requeridas con el objeto de reducir el problema hasta un nivel manejable; pensamiento crítico para construir modelos físicos.
- Ser capaz de trabajar en un grupo interdisciplinar, de presentar oralmente o por escrito su propia investigación o resultados de búsqueda bibliográfica.
- Capacitar para el desarrollo de actividades de promoción y desarrollo de la innovación científica y tecnológica en el ámbito de los procesos de conversión energética.
5. Contenidos
Teoría.
- Primer y Segundo Principios de la Termodinámica para sistemas abiertos: Análisis energético y análisis entrópico
- Conservación de la masa en volúmenes de control
- Conservación de la energía en sistemas abiertos
- Volúmenes de control en régimen estacionario
- Aplicaciones a dispositivos (toberas y difusores, turbinas, compresores y bombas, intercambiadores de calor, válvulas)
- Integración de sistemas
- Balances de entropía en sistemas abiertos
- Procesos isentrópicos
- Eficiencias isentrópicas de dispositivos
- Transferencias de calor y trabajo en procesos estacionarios internamente reversibles
- Plantas de potencia de vapor
- Aplicaciones
- Ciclo Rankine ideal. Principales irreversibilidades y pérdidas
- Estrategias para aumentar la eficiencia
- Ciclo Rankine con regeneración
- Otros aspectos de los ciclos de vapor (fluidos, cogeneración, captura de CO2)
- Motores alternativos de combustión interna
- Fenomenología y aplicaciones
- Ciclos Otto y Diesel ideales
- Ciclo Otto con irreversibilidades
- Ciclos de turbina de gas
- Fenomenología y aplicaciones
- Ciclo Brayton ideal
- Ciclo Brayton con regeneración
- Ciclo Brayton con irreversibilidades
- Ciclos combinados
- Ciclos frigoríficos y bombas de calor:
- Refrigeración mediante compresión de vapor
- Refrigeración por absorción
- Bombas de calor
- Generación renovable de energía mediante sistemas de concentración solar
- Funcionamiento básico
- Tipos de concentradores
- Modelo termodinámico de una planta termosolar pura tipo Brayton
- Plantas híbridas
- Almacenamiento térmico de energía renovable
6. Metodologías Docentes
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Clases magistrales de teoría |
Se expondrá el contenido teórico de los temas en clases presenciales para transmitir a los estudiantes los conocimientos ligados a las competencias previstas. |
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Clases magistrales de problemas |
Los conocimientos teóricos se fijarán por medio de clases prácticas de resolución de problemas. Se desarrollarán los conceptos clave por medio de problemas especialmente diseñados al efecto, de forma que los estudiantes adquieran las competencias previstas. |
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Seminarios |
Como complemento a las clases de teoría y problemas los estudiantes podrán exponer las dificultades y dudas que les hayan surgido, tanto en la comprensión de la teoría como en la resolución de los problemas. En los seminarios se fomentará la discusión entre los estudiantes para aclarar todas las cuestiones. |
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7. Distribución de las Metodologías Docentes
Previsión de distribución de las metodologías docentes (Fecha: 03-06-26)8. Recursos
Libros de consulta para el alumno.
- Fundamentals of Engineering Thermodynamics, M. J. Moran y H. N. Shapiro, Ed. J Wiley and Sons.
- Advanced Engineering Thermodynamics; A. Bejan, Ed. J Wiley and Sons.
- Thermodynamics of Solar Energy Conversion; A. de Vos, Ed Wiley-VCH.
- Quasi-dimensional simulation of spark ignition engines. A. Medina, P.L. Curto – Risso, A: Calvo Hernández y otros. Ed. Springer
9. Evaluación
Criterios de evaluación.
- La evaluación valorará la adquisición de las competencias de carácter teórico y práctico que se comprobará, tanto por actividades de evaluación continua, como por una prueba escrita final.
- Las actividades de evaluación continua (trabajos, problemas, cuestionarios, etc.) supondrán el 30% de la nota total de la asignatura.
- La prueba escrita final será un 70% de la nota total de la asignatura.
Sistemas de evaluación.
- ELABORACIÓN Y EXPOSICIÓN DE TRABAJOS Y PROBLEMAS: Se valorará tanto la elaboración como la exposición, constituyendo un 20% de la nota total de la asignatura.
- CUESTIONARIOS BREVES de evaluación al final de cada tema: 10% nota final.
- PRUEBA ESCRITA FINAL: Al finalizar el curso se realizará un examen escrito que contendrá, tanto preguntas de tipo conceptual como de problemas, y en la que se evaluarán los objetivos de aprendizaje adquiridos por los estudiantes. Constituirá un 70% de la nota total de la asignatura
Recomendaciones para la evaluación.
- Para la adquisición de las competencias previstas en esta materia se recomienda la asistencia y participación activa en todas las actividades programadas.
- Se realizará una prueba escrita de recuperación que servirá para recuperar la parte de la nota correspondiente a la prueba escrita final.