Guía de estudio termodinamica

Termodinámica

Guía para el Sistema de Aprendizaje Individualizado (SAI)

Gerardo Aragón González(*), Aurelio Canales Palma(†),

Alejandro León Galicia

Programa de Desarrollo Profesional en Automatización. UAM-Azcapotzalco. Av. San Pablo # 180, Col. Reynosa, Azcapotzalco, México D.F.,

02800, Teléfono y FAX: 5318 - 9057.

(*)e-mail: gag@correo.azc.uam.mx Otoño 2011

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Presentación

Algunas de la unidades de enseñanza-aprendizaje (ueas) de la División de Ciencias Básicas e Ingeniería (DCBI) -en la Unidad Azcapotzalco de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM-A), son impartidos dentro del Sistema de Aprendizaje Individualizado (SAI). En el SAI se emplea un proceso de enseñanza-aprendizaje consistente en la impartición de cursos tutorados. La asesoría entre un alumno y su profesor se lleva a cabo por lo general tres veces por semana y se desarrolla en forma excluyente. Es decir, son las preguntas del alumno las que definen la explicación y extensión de la respuesta del profesor.

Los contenidos de la unidad de enseñanza-aprendizaje (uea), se estructuran en varias partes sucesivas llamadas Unidades. A partir del estudio que cada alumno dedicó a cierta Unidad, en la asesoría se hacen preguntas al profesor sobre los contenidos de una parte del temario. La forma y el ritmo con los que el alumno realiza sus actividades escolares es de su entera libertad. En los espacios del SAI es común ver pequeños grupos de alumnos, trabajando entre si sus Unidades.

A nuestro juicio, la formación de docentes con dominio de la enseñanza-aprendizaje individualizada -tutorial- es una base esencial para tratar de acceder a otros sistemas más complejos de enseñanza: los Sistemas de enseñanza-aprendizaje a distancia. Estos sistemas han alcanzado gran madurez en cuanto a la amplitud de sus posibilidades, su difusión y la amplia aceptación que despiertan en gran parte del mundo. Todo ello impulsado, entre otros factores, por el desarrollo de la información digital contemporánea.

La aceptación de los Sistemas de enseñanza-aprendizaje a distancia por las comunidades universitarias, y los Estados respectivos, radica en al menos tres puntos:

Que con ellos se disminuye la distancia entre conocimiento y población.

La factibilidad de una asimilación consciente del alumno, sin la presencia -permanente, en el mismo lugar y tiempo- del binomio profesor-alumno.

Que la aceptación de sus egresados, a nivel nacional e internacional, no demerita frente a la obtenida por los egresados de cursos tradicionales.

Un ejemplo de tales sistemas, establecido ya como paradigma internacional, lo constituye la Universidad Abierta Británica (BOU, por sus siglas en inglés).

Las universidades públicas de nuestro país deben considerar seriamente las posibilidades que tienen los Sistemas de Aprendizaje a Distancia. Al direccionar parte de su estructura académica universitaria hacia los estudios a distancia, se procurará la adquisición de conocimientos por parte de una mayor población. Y se podrá hacerlo suavizando dos restricciones severas de la sociedad contemporánea: el tiempo y la distancia. Sin olvidar un beneficio más: la sensible disminución del cociente recursos económicos vs extensión de la población atendida.

El SAI de CBI cuenta con instalaciones físicas, personal de apoyo y algunos medios y materiales didácticos propios. Sobre todo, se le entiende como un ámbito para la experimentación educativa. Lo que actualmente conocemos como SAI puede convertirse en la base mínima para impulsar un Sistemas de enseñanza-aprendizaje a distancia. Ahora

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bien, entre las dificultades que plantearía este último sistema está la ineludible necesidad de contar con sus materiales didácticos específicos, diseñados para tal fin. Estos materiales deben poseer las siguientes características:

Contar con procedimientos para transitar por la información y la formación que corresponden a cada uea, así como por los contenidos educativos del currículum en su conjunto.

Los materiales de lectura y comprobación de conocimientos deben estar adecuadamente establecidos, y siempre al alcance del alumno.

Es de fundamental importancia que los contenidos académicos de las Unidades -y de las secciones de autoevaluación, para la comprobación por parte del alumno de su propia asimilación- estén concebidos y escritos en función de los sujetos, quienes pertenecen a cierta población específica que nos interesa. El único eslabón entre esa población y la universidad será el conjunto de materiales y procedimientos anteriores.

Un ejemplo de nuestros esfuerzos, en la dirección de la enseñanza-aprendizaje a distancia, lo constituye el material empleado en nuestros cursos SAI, en CBI de la UAM-A, de los cuales presentamos un bosquejo. Este material está constituido por cuatro categorías de materiales docentes:

Guías de SAI

Constan de cuatro grandes partes que forman un todo, cuyo fin último es facilitar al alumno la respuesta para las siguientes cuestiones: Cuáles conocimientos, con qué profundidad, en qué texto básico, en cuánto tiempo. Estas cuatro partes son las siguientes:

Actividades. Donde se pormenoriza el orden y los contenidos de los temas que deben abarcarse, mediante la lectura o el estudio de un determinado texto, preparado específicamente para cierta audiencia (en nuestro caso un subconjunto propio del formado con alumnos de CBI de UAM-A). En las actividades se señala la profundidad con que se debe estudiar el texto, así como cuáles partes son sólo para lectura y cuáles son indispensables (se establece el balance entre formación e información). También se especifica el mínimo de ejercicios y problemas resueltos que se deben estudiar (lo que constituye la dosis indispensable de dedicación, para avanzar firmemente en la red conceptual del tema en cuestión).

Objetivos. Señalan cómo debe mostrar el alumno su suficiencia, sea expresada ésta en habilidades o conocimientos, en cada parte en que se divide la uea.

Autoevaluación. Su finalidad es que el alumno conozca su fortaleza (o flaqueza), sobre determinado material curricular. Generalmente el contenido de la autoevaluación proviene de exámenes anteriores. A través de ella el alumno debe constatar si posee -en tiempo (una hora y media), y forma (puede responder a exigencias precisas: resolver, plantear, determinar,...)- los conocimientos y capacidades que conforman una uea.

Tiempo máximo para terminar la Unidad. Para preparar los contenidos de una Unidad. Este rubro agrega una componente al proceso de enseñanza-aprendizaje: la capacidad de asimilación que debe tener el alumno, para transitar por cada Unidad con cierto ritmo indispensable. La dimensión temporal consignada en este rubro toma muy en

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cuenta el tiempo promedio, requerido por generaciones anteriores para asimilar estos contenidos.

Texto virtual. Para brindar asesorías o para interactuar con el material de la uea que permita tales manejos dinámicos es por lo que se propone el uso por parte del alumno de un Texto Virtual (material interactivo) el cual está incluido con esta guía. Es ineludible esta dedicada atención por lo que fue necesario elaborar un libro de Texto Virtual, pues no se puede suponer que alguien estará cerca del alumno para auxiliarlo en la delicada tarea de matizar el material. Conviene recordar que todo profesor, en un curso tradicional, suele pasar por obvio determinado contenido, destaca aquel otro o refuerza los puntos finos de un tema, en fin... En los cursos de enseñanza a distancia, no presenciales, esta labor descansa esencialmente en el alumno. Y lo dicho para el Texto virtual es válido para cualquier otro material que proporcione el docente.

Los autores

Otoño de 2011

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Unidades de Enseñanza-Aprendizaje

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Primera Unidad

Actividades

A. Estudiar las páginas 11- 52 del Libro de Texto: G. Aragón González, A. Canales Palma,

1. León Galicia. Termodinámica básica para ingenieros (UAM-A, 2004). Considere las secciones 2.3 y 2.4 así como los párrafos que comienzan con los encabezados

Observaciones y Actividades son sólo de lectura.

1. Asegúrese que comprende el planteamiento y la lógica de los cálculos presentadas en los ejemplos 8-15 del Libro de Texto.

1. Resolver al menos diez de los ejercicios impares, del 13-29 del Libro de Texto.

Después de realizar las tres actividades anteriores usted deberá ser capaz de realizar lo siguiente.

Objetivos

I. Explicar en no más de 200 palabras cada uno de los seis incisos siguientes:

1. ¿Cómo funcionan los ciclos de Otto y Diesel?

1. ¿Por qué la temperatura se clasifica como variable intensiva? El funcionamiento de dos distintos instrumentos para medir temperatura. Cómo transformar unidades de temperatura entre las escalas: Celsius, Farenheit y Kelvin.

1. El concepto de equilibrio térmico mediante la Ley Cero de la Termodinámica.

1. ¿Por qué se clasifica a la presión como variable intensiva?. La relación existente entre: presión absoluta, atmosférica y manométrica. Equivalencias entre MPa, kPa, bar y atmosfera. El funcionamiento de dos dispositivos para medir la presión.

1. La relación entre los tres conceptos siguientes: volumen, V variable termodinámica

F. Los siguientes cinco conceptos: estado termodinámico, proceso y trayectoria termodinámica, proceso abierto y proceso cerrado.

II. También Ud. deberá:

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Graficar procesos termodinámicos en diagramas pV, pT y VT. En procesos cerrados y mediante la correcta selección de alguna(as) de las siguientes ecuaciones efectuar los cálculos pertinentes para determinar algún valor(es) de la quinteta [pic 1]p,V,v,T, [pic 2] .

en las cuales el subíndice i identifica al estado inicial y f al estado final de un proceso termodinámico.

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dilata, a quinteta

0.002 m3

0.1 MPa

Autoevaluación

Resolver en un tiempo no mayor de 90 minutos al menos tres problemas, seleccionados al azar, de la siguiente lista.

1. i) Trasformar las siguientes temperaturas a grados Kelvin:

-50 ºC, 130 ºC,  30 ºF,  220 ºF,  -20 ºF y 1300 ºF

ii) ¿Existe una temperatura que tanto en la escala Farenheit y la Celsius origine la misma

lectura?

2. Un kg de un gas con volumen de 0.001 m3 y presión de        se encuentra en un

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