F ac ul tad de Cienci asevirtual.uaslp.mx/Innovacion/Equipo/PE/CURR - CIE INER.pdf · 2014. 8. 7. · 1. Ecuaciones Paramétricas y Coordenadas Polares Poder establecer funciones

U n i v e r s i d a d A u t ó n o m a d e S a n L u i s P o t o s í F a c u l t a d d e C i e n c i a s

Programas Analíticos Ingeniería en Nanotecnolgía y Energías Renovables

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A) NOMBRE DEL CURSO: CÁLCULO MULTIVARIADO

B) DATOS BÁSICOS DEL CURSO

Semestre Horas de teoría por semana

Horas de práctica por semana

Horas trabajo adicional estudiante

Créditos

III 4 1 3 8

C) OBJETIVOS DEL CURSO Objetivos generales

Al finalizar el curso el estudiante será capaz de:

Al finalizar el curso, el alumno será capaz utilizar los conceptos básicos del Cálculo Diferencial e Integral a funciones de varias variables, además de plantear y solucionar problemas de matemáticas, física e ingeniería.

Objetivos específicos

Unidades Objetivo específico 1. Ecuaciones Paramétricas y Coordenadas Polares

Poder establecer funciones por medio de ecuaciones paramétricas y coordenadas polares.

2. Sucesiones y Series Infinitas

Aprender los conceptos de sucesiones y series, así como sus características. Además el alumno estudiará algunas series importantes como las de Taylor y Maclaurin.

3. Funciones Vectoriales..

Estudiar y entender las funciones vectoriales y algunas aplicaciones en Física.

4. Derivadas Parciales.

Estudiar y entender las funciones de varias variables, así como los conceptos de derivadas parciales y sus aplicaciones en máximos y mínimos.

5. Integrales Múltiples.

Asimilar el concepto de Integrales Múltiples y su relación con el cálculo de volúmenes, masas y centroides en coordenadas cartesianas, polares y cilíndricas.

6. Cálculo Vectorial.

Estudiar y entender los conceptos de Cálculo a funciones que asignan vectores a puntos en el espacio.

D) CONTENIDOS Y MÉTODOS POR UNIDADES Y TEMAS Unidad 1 Ecuaciones Paramétricas y Coordenadas Polares 12 hs

1.1 Gráficas de ecuaciones y funciones. 2 1.2 Cálculo con curvas paramétricas. 2

1.3 Coordenadas polares. 2 1.4 Áreas y longitudes en coordenadas polares. 2 1.5 Secciones cónicas. 2

1.6 Secciones cónicas en coordenadas polares. 2 Lecturas y otros recursos

Lectura correspondiente de los capítulos del libro de texto.

Métodos de enseñanza Se recomienda utilizar herramientas de graficación en clase, como son Maple, Matemática, Matlab u Octave.



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Actividades de aprendizaje

Prácticas con las herramientas de graficación y ejercicios de tarea.

Unidad 2 Sucesiones y Series Infinitas 16 hs

Tema 2.1 Sucesiones. 2 Tema 2.2 Series. 2 Tema 2.3 La prueba de la integral y estimaciones de sumas. 1

Tema 2.4 Pruebas por comparación. 1 Tema 2.5 Series alternantes. 1 Tema 2.6 Convergencia absoluta y las pruebas de la razón y la raíz. 1 Tema 2.7 Estrategias para probar series. 2

Tema 2.8 Series de potencias. 1 Tema 2.9 Representaciones de las funciones como series de potencias. 1 Tema 2.10 Series de Taylor y Maclaurin. 2

Tema 2.11 Polinomios de Taylor. 2 Lecturas y otros recursos





Unidad 3. Funciones Vectoriales. 8hs

Tema 3.1 1 Funciones vectoriales y curvas en el espacio 2 Tema 3.2 Derivadas e integrales de funciones vectoriales. 2 Tema 3.3 Longitud de arco y curva. 2

Tema 3.4 Velocidad y aceleración. 2 Lecturas y otros recursos





Unidad 4 Derivadas Parciales. 16hs

Tema 4.1 Funciones de varias variables. 2 Tema 4.2 Límites y continuidad. 2 Tema 4.3 Derivadas parciales. 2

Tema 4.4 Planos tangentes y aproximaciones lineales. 2 Tema 4.5 Regla de la cadena. 2 Tema 4.6 Derivadas direccionales y su vector gradiente. 2 Tema 4.7 Máximos y mínimos. 2

Tema 4.8 Multiplicadores de Lagrange. 2 Lecturas y otros recursos





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5. Integrales Múltiples. 14hs

Tema 5.1 Integrales dobles sobre rectángulos.. 1 Tema 5.2 Integrales iteradas. 1

Tema 5.3 Integrales dobles sobre regiones generales. 2 Tema 5.4 Integrales dobles en coordenadas polares. 2 Tema 5.5 Aplicaciones de las integrales dobles. 2 Tema 5.6 Integrales triples. 1

Tema 5.7 Integrales triples en coordenadas polares. 2 Tema 5.8 Integrales triples en coordenadas esféricas. 2 Tema 5.9 Cambio de variable en integrales múltiples 1

Lecturas y otros recursos





Unidad 6. Cálculo Vectorial. 14hs

Tema 6.1 Campos vectoriales. 2 Tema 6.2 Integrales de línea. 2 Tema 6.3 Teorema fundamental de las integrales en línea. 2 Tema 6.4 Teorema de Green. 1

Tema 6.5 Rotacional y divergencia. 1 Tema 6.6 Superficies paramétricas y sus áreas. 1 Tema 6.7 Integrales de superficie. 1 Tema 6.8 Teorema de Stokes. 2

Tema 6.9 Teorema de divergencia. 2 Lecturas y otros recursos





E) ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE Exposición del maestro con apoyo de recursos visuales y audiovisuales

Tareas previas y posteriores a cada tema

Ejercicios en sesiones de práctica.

Evaluación de conceptos formales en exámenes parciales

Evaluación de la capacidad de síntesis e integración del conocimiento mediante exámenes parciales

F) EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN



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Elaboración y/o presentación de: Periodicidad Abarca Ponderación Primer examen parcial 1 Unidad 1 12%

Segundo examen parcial 1 Unidad 2 12%

Tercero examen parcial 1 Unidad 3 12%

Cuarto examen parcial 1 Unidad 4 12%

Quinto examen parcial 1 Unidad 5 12%

Sexto examen parcial 1 Unidad 6 12%

Examen ordinario 1 Unidades 1-6 28%

TOTAL 100%

G) BIBLIOGRAFÍA Y RECURSOS INFORMÁTICOS Cálculo, James Stewart, Sexta Edición, Cengage Learning. Calculo, Larson/Hostetler/Edwards, Séptima Edicion, Mc Graw Hill. Cálculo con Geometría Analítica, Edwin J. Purcell Dale Varberg, VI Edición, Mc Graw Hill.


Programas Analíticos Ingeniería en Nanotecnología y Energías Renovables .

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A) NOMBRE DEL CURSO: CALOR Y TERMODINÁMICA





Créditos

IV 4 1 3 8



Interpretar y explicar conceptos termodinámicos básicos tales como: equilibrio térmico, temperatura, calor y entropía.

Aplicar estos conceptos para describir procesos termodinámicos tales como: cambios de fase, operación de máquinas, procesos en general de transferencia de calor y coexistencia térmica entre fases.

Identificar y resolver problemas de sistemas termodinámicos básicos. Con lo cuál desarrollará su competencia para:

Razonar a través del establecimiento de relaciones coherentes y sistematizables entre la información derivada de la presente materia y sus modelos explicativos derivados de los campos científicos.

Aprender a aprender y para adaptarse a los requerimientos cambiantes del contexto a través de habilidades de pensamiento complejo: Análisis, problematización y contextualización para tomar decisiones con conocimiento.

Asimilar y transmitir conocimientos básicos de calor y termodinámica.

Visualizar, entender y solucionar problemas científicos y prácticos en la ingeniería que involucren sistemas termodinámicos.


Unidades Objetivo específico

1. Conceptos de equilibrio térmico y temperatura.

Describir y ejemplificar conceptos básicos de termodinámica tales como equilibrio térmico ó temperatura. Enunciar y aplicar la ley Cero de la termodinámica.

2. Descripción de Sistemas Termodinámicos y sus Ecuaciones de Estado.

Enunciar y ejemplificar los conceptos de equilibrio termodinámico. Interpretar diagramas de fase. Enumerar las ecuaciones de estado. Calcular las ecuaciones de estado del gas ideal.

3. Concepto de Calor y primera ley de la termodinámica.

Enunciar y ejemplificar los conceptos de trabajo, calor, energía interna y capacidad calorífica. Describir y aplicar la primer ley de la termodinámica. Resolver el problema de la radiación de cuerpo negro.

4. Precisión del concepto de gas ideal.

Describir el sistema del gas ideal: deducir su ecuación de estado y sus capacidades caloríficas. Enumerar las condiciones necesarias para poder definirlo.



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5. Familiarización con motores y refrigeradores. Definición a partir de ellos de la segunda ley de la termodinámica.

Describir y ejemplificar los conceptos de eficiencia de los ciclos termodinámicos en los diferentes tipos de motores y refrigeradores. Describir y aplicar la segunda ley de la termodinámica en la descripción de sistemas termodinámicos.

6. Concepto de reversibilidad, de entropía y escala Kelvin de temperatura.

Definir los conceptos de reversibilidad e irreversibilidad. Explicar los conceptos de Entropía y desorden. Calcular la entropía de un gas ideal.

7. Introducción y definición de los potenciales termodinámicos: Entalpia, de Helmholtz y de Gibbs.

Describir y aplicar los concepto de entalpia, potenciales de Helmholtz y de Gibbs, las relaciones de Maxwell y las ecuaciones TdS. Resolver problemas utilizando las relaciones de Maxwell. Deducir las ecuaciones TdS.

8 Introducción a la descripción termodinámica de cambios de fase de la materia.

Describir y ejemplificar los cambios termodinámicos de primer orden, los conceptos de función de partición y la interpretación estadística de conceptos tales como trabajo y calor.

9. Introducción a la descripción estadística de la materia.

Describir los principios fundamentales de la mecánica estadística y las distribuciones de equilibrio. Explicar y ejemplificar los conceptos de desorden, entropía e información.

D) CONTENIDOS Y MÉTODOS POR UNIDADES Y TEMAS Unidad 1. Conceptos de equilibrio térmico y temperatura. 7.5

1.1 Equilibrio Térmico.

1.5

1.2 Concepto de temperatura.

1.5

1.3 Medición de la temperatura. Escala de temperaturas.

1.5

1.4. Termómetros diversos. Termómetro de gases ideales.

1.5

1.5. Ley cero de la termodinámica.

1.5

Unidad 2. Descripción de Sistemas Termodinámicos y sus Ecuaciones de Estado. 7.5

2.1 Equilibrio termodinámico.

1.5

2.2 Diagramas PV, VT y superficies PVT para sustancias puras.

1.5

2.3 Ecuaciones de Estado.

1.5

2.4 Cambios diferenciales de Estado.

1.5

2.5 Coeficientes de dilatación térmica y de compresibilidad.



Pág. 3

2.6 Ejemplos de otros sistemas termodinámicos: Alambre estirado, lámina de líquido estirada, lámina de dieléctrico, varilla paramagnética.

1.5

Unidad 3. Concepto de Calor y primera ley de la termodinámica. 9

3.1 Trabajo y calor.

1.5

3.2 Energía Interna.

1.5

3.3 Primer principio o ley de la termodinámica.

1.5

3.4 Capacidad calorífica y su medición. La caloría.

1.5

3.5 Transferencia de calor: conducción, radiación y convección.

1.5

3.6 Radiación térmica, Cuerpo negro. Ley de Kirchhoff y ley de Stefan-Boltzmann.

1.5

Unidad 4. Precisión del concepto de gas ideal. 6

4.1 Ecuación de estado de un gas en general.

1.5

4.2 Condiciones para definir al gas ideal.

1.5

4.3 Determinación de capacidades caloríficas.

1.5

4.4 Ecuación de estado para un gas ideal.

1.5

Unidad 5. Familiarización con motores y refrigeradores. Definición a partir de ellos de la segunda ley de la termodinámica.

9

5.1 Transformación de trabajo en calor y viceversa.

1.5

5.2 Motores diversos y eficiencia: ciclos de Stirling, Rankine, Otto y Diesel.

1.5

5.3 Refrigeradores y su coeficiente de rendimiento.

1.5

5.4 Enunciado de Kelvin Planck del Segundo principio de la termodinámica.

1.5

5.5 Enunciado de Clasius del Segundo principio de la termodinámica.

1.5

5.6 Equivalencia entre estos dos enunciados. 1.5

Unidad 6. Concepto de reversibilidad, de entropía y escala Kelvin de temperatura. 13

6.1 Reversibilidad e irreversibilidad.

1.5

6.2 Existencia de superficies adiabáticas reversibles.

1



Pág. 4

6.3 Condiciones para la Integrabilidad de diferenciales de calor.

1

6.4 Concepto de Entropía.

1.5

6.5 Entropía de un gas ideal.

1.5

6.6 Escala Kelvin o absoluta de temperaturas.

1

6.7 Ciclo de Carnot.

1.5

6.8 Igualdad entre escalas de temperaturas absolutas y la de gases ideales.

1

6.9 Principio de aumento de la entropía.

1.5

6.10 Entropía y desorden. 1.5

Unidad 7. Introducción y definición de los potenciales termodinámicos: Entalpia, de Helmholtz y de Gibbs.

7

7.1 Entalpia.

1.5

7.2 Potenciales de Helmholtz y de Gibbs.

1.5

7.3 Relaciones de Maxwell.

1.5

7.4 Ecuaciones TdS.

1.5

7.5 Medición de coeficientes de dilatación térmica y de compresibilidad.

1

Unidad 8 Introducción a la descripción termodinámica de cambios de fase de la materia.

8

8.1 Cambios de fase de primer orden: ecuación de Clapeyron.

2

8.2 Fusión de sólidos en líquidos.

2

8.3 Vaporización de líquidos.

2

8.4 Sublimación de sólidos: Ecuación de Kirchhoff.

2

8.5 Presión de vapor.

Unidad 9. Introducción a la descripción estadística de la materia. 10

9.1 Principios fundamentales de la mecánica estadística

1.5

9.2 Distribución de equilibrio.

1.5



Pág. 5

9.3 Función de partición y relación con energía libre o potencial de Helmholtz.

1.5

9.4 Ejemplo: Función de partición de un gas monoatómico.

1.5

9.5 Distribución de velocidades de Maxwell.

1.5

9.6 Interpretación estadística del trabajo y del calor.

1.5

9.7 Desorden, entropía e información.

2


Lectura correspondiente de los capítulos los libros de texto básicos, complementarios y sitios en internet. El profesor podrá entregar material adicional si así lo considera decuado.

Métodos de enseñanza Además de la exposición por parte del profesor de los temas claves de la unidad, se recomienda integrar los enfoques de aprendizaje basados en problemas y en proyectos.

Se recomienda que al inicio de cada unidad el profesor especifíque las secciones o contenidos de las referencias a utilizar.

Al final de cada unidad el profesor presentará un compendio que estructure, de coherencia y unifique los conocimientos recien adquiridos.

El profesor encargará la resolución de problemas, por grupos de estudiantes (se recomiendan grupos pequeños de 3-4 estudiantes), que promuevan el desarrollo de las copentencias transversales y profesionales tales como el estudio autónomo y el trabajo en equipo.

El profesor encargará la elaboración de proyectos, por grupos de estudiantes, que promuevan el desarrollo de las copentencias transversales y profesionales tales como el estudio autónomo y el trabajo en equipo.

El profesor supervisará el desarrollo y evaluará los proyectos presentados y los problemas resueltos por parte de los grupos de estudiantes.

Algunos Actividades de aprendizaje

Resolución de ejercicios en el pizarrón por parte de los alumnos.

Tareas individuales de resolución de problemas del libro de texto.

Elaboración de proyectos en forma grupal.

Resolución de problemas en forma grupal.

E) ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE Además de la exposición en pizarrón de los temas que el profesor considere claves de la materia, se recomienda que se pondere el aprendizaje centrado en el estudiante tales como aprendizaje basado en proyectos y aprendizaje basado en problemas. El profesor podrá encargar a grupos de alumnos resolver problemas o entregar proyectos que involucren desarrollar, comprender y reflexionar temas de la materia por su propia cuenta, sin la enseñanza directa del profesor, quien sólo se mantendrá



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como guía y apoyo en la resolución de dudas. Al final de cada unidad estos trabajos serán entregados al profesor o serán expuestos frente al grupo para su corrección y evaluación. Estrategias pedagógicas recomendadas:

Exposición del maestro con apoyo de recursos visuales y audiovisuales: desarrollo de temas clave, introducción de los temas del cual se encargarán proyectos y problemas, exposición de cuadros que resuman y unifiquen el material de cada unidad.

Uso de las TIC: asesoramiento a distancia mediante comunicación vía internet, enriquecimiento de material mediante páginas web que clarifiquen y amplíen (con recursos como videos, imágenes) los temas del curso. En lo posible, crear un sitio en internet especial para la materia, en el cuál el profesor pueda administrar tareas ó calificaciones y se pueda reunir información adicional sobre los temas del curso (enlaces a videos, revistas, bases de datos, etc.).

Resolución de problemas en sesiones de práctica por parte del profesor y de los alumnos.

Evaluación de conceptos formales en exámenes parciales.

Evaluación de la capacidad de síntesis e integración del conocimiento mediante exámenes parciales.

F) EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN La evaluación del desempeño del estudiante en el curso se hará en base a las calificaciones que obtenga en los exámenes parciales (los cuales estarán compuestos por resolución de problemas del libro de texto básico y la descripción de conceptos del temario) y en los trabajos o proyectos entregados (el cuál involucrará el desarrollo y comprensión de los conceptos del temario y la solución a problemas con un nivel de complejidad mayor al de los exámenes parciales). Los problemas o proyectos grupales podrán ser evaluados en forma escrita o mediante la exposición de los alumnos frente al grupo. Se recomienda que se realicen al menos tres exámenes parciales (cada uno abarcando tres unidades) y un examen ordinario (que incluya las nueve unidades). A criterio del profesor, el alumno podrá exentar el examen ordinario final.

Elaboración y/o presentación de: Periodicidad Abarca Ponderación

Primer examen parcial (70%), Problemas/Proyecto (30%)

1 Unidades 1-3 25%

Segundo examen parcial (70%), Problemas/Proyecto (30%)

1 Unidad 4-6 25%

Tercer examen parcial (70%), Problemas/Proyecto (30%)

1 Unidad 7-9 25%

Examen ordinario 1 1-9 25%

TOTAL 100%



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G) BIBLIOGRAFÍA Y RECURSOS INFORMÁTICOS Textos básicos Mark W. Zemansky, Richard H. Dittman (1984). Calor y termodinámica (6ta ed.). McGraw Hill. Textos complementarios Leopoldo García-Colín Scherer (1990), Introducción a la termodinámica, Edit. Trillas. Eduardo Piña Garza (1981). Introducción a la termodinámica, Edit. Limusa.

Sitios de internet Sitios generales sobre calor y termodinámica: Sitio Wikipedia sobre Calor, recuperado el 11 de Junio del 2012, de http://es.wikipedia.org/wiki/Calor Sitio Wikipedia sobre Termodinámica, recuperado el 11 de Junio del 2012, de http://es.wikipedia.org/wiki/Termodinámica Diversos recursos en inglés (escritos, presentaciones, módulos interactivos) sobre material del curso. recuperado el 11 de Junio del 2012, de http://galileo.phys.virginia.edu/classes/152.mf1i.spring02/HeatIndex.htm


Programas Analíticos Ingeniería en Nanotecnología y Energías Renovables

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A) NOMBRE DEL CURSO: ECUACIONES DIFERENCIALES


Semestre Horas de teoría

por semana

Horas de práctica

por semana

Horas trabajo

adicional estudiante

Créditos

IV 4 1 3 8

C) OBJETIVOS DEL CURSO Objetivos

generales


Que el estudiante adquiera habilidad para resolver ecuaciones diferenciales.

Proporcionar y desarrollar las herramientas que permitan aplicar las ecuaciones diferenciales en el modelado de sistemas para que el estudiante comprenda la capacidad de predicción de resultados reales de un modelo.

Objetivos

específicos


1. Introducción a las ecuaciones diferenciales y sus soluciones

Tipos de ecuaciones diferenciales y sus soluciones. Conceptos de valores iniciales y de frontera. Importancia de los modelos matemáticos.

2. Ecuaciones diferenciales ordinarias de primer orden y sus aplicaciones.

Ecuaciones de variables separables, exactas y factores de integración. Cambios de variable y métodos de sustitución. Problemas de razón de cambio. Ejemplos de aplicaciones y modelos con ecuaciones de primer orden.

3. Ecuaciones diferenciales ordinarias de orden superior y sus aplicaciones

Conjunto e independencia de soluciones. Ecuaciones con coeficientes constantes. Métodos de coeficientes indeterminados y variación de parámetros. Ecuación de Cauchy-Euler. Aplicación de las ecuaciones de 2o orden en circuitos eléctricos y en general en problemas de resonancia.

4. Soluciones en serie de potencias

Existencia de soluciones para puntos ordinarios y singulares. Teorema de Frobenius. Ecuaciones de Legendre y Bessel.

5. Transformada de Laplace e introducción a los sistemas lineales

Definición de la transformada de Laplace. Transformadas inversas y de derivadas. Aplicación de la transformada en la solución de ecuaciones diferenciales. Función delta de dirac. Introducción a los sistemas lineales.



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D) CONTENIDOS Y MÉTODOS POR UNIDADES Y TEMAS

Unidad 1 Introducción a las ecuaciones diferenciales y sus soluciones 4

1.1.- Definiciones y terminología 1

1.2.- Problemas de valores iniciales 1.5

1.3.- Ecuaciones diferenciales como modelos matemáticos 1.5

Lecturas y otros

recursos


Métodos de enseñanza Exposición de los temas de la unidad por el profesor en el salón.

Actividades de

aprendizaje

Resolución de ejercicios de distintos libros en el pizarrón por parte del profesor y los alumnos.

Unidad 2 Ecuaciones diferenciales ordinarias de primer orden y sus

aplicaciones

23

2.1.- Ecuaciones de variables separables 3

2.2.- Ecuaciones lineales 3

2.3.- Ecuaciones exactas 3

2.4.- Soluciones por sustituciones 3

2.5.- Modelos lineales 5

2.6.- Modelos no lineales 3

2.7.- Modelado con sistemas de ecuaciones diferenciales 3

Lecturas y otros

recursos



Actividades de

aprendizaje


Unidad 3 Ecuaciones diferenciales ordinarias de orden superior y sus

aplicaciones

30

3.1.- Dependencia e independencia lineal 3

3.2.- Reducción de orden 3

3.3.- Ecuaciones lineales homogéneas con coeficientes constantes 4

3.4.- Coeficientes indeterminados 4

3.5.- Variación de parámetros 2

3.6.- Ecuación de Cauchy-Euler 2

3.7.- Solución de sistemas de ecuaciones lineales 3

3.8.- Aplicación en problemas de osciladores 4

3.9.- Modelos lineales, problemas de valores en la frontera 5



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Lecturas y otros

recursos



Actividades de

aprendizaje


Unidad 4 Soluciones en serie de potencias 10

4.1.- Soluciones respecto a puntos ordinarios 3

4.2.- Soluciones respecto a puntos singulares 3

4.3.- Funciones especiales, ecuaciones de Bessel y Legendre 4

Lecturas y otros

recursos



Actividades de

aprendizaje


Unidad 5 Transformada de Laplace e introducción a los sistemas lineales 13

5.1.- Definición de la transformada de Laplace 3

5.2.- Transformadas inversas y transformadas de derivadas 3

5.3.- Función delta de Dirac 2

5.4.- Sistemas de ecuaciones diferenciales lineales 5

Lecturas y otros

recursos



Actividades de

aprendizaje


E) ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE Se recomienda que el alumno estudie cada tema con anticipación a la clase. Se recomienda que el profesor exponga el tema, ejemplificando con múltiples ejercicios y aclarando las dudas, para pasar después a la resolución de problemas en el pizarrón por parte de los alumnos. Estrategias pedagógicas recomendadas:

Exposición del maestro con apoyo de recursos visuales y audiovisuales






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F) EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN Se sugiere el siguiente esquema para evaluación y acreditación del curso:


Primer examen parcial (70%) y tarea (30%) 1 Unidades 1-2 21.25%

Segundo examen parcial (70%) y tarea (30%) 1 Unidad 3 21.25%

Tercer examen parcial (70%) y tarea (30%) 1 Unidad 4 21.25%

Cuarto examen parcial (70%) y tarea (30%) 1 Unidad 5 21.25%


TOTAL 100%

G) BIBLIOGRAFÍA Y RECURSOS INFORMÁTICOS Textos básicos

Dennis G. Zill, “Ecuaciones diferenciales con aplicaciones de modelado”, Thomson, 2007 George F. Simmons, “Ecuaciones diferenciales con aplicaciones y notas históricas”, Mc Graw Hill.

Ayres Jr., “Ecuaciones Diferenciales”, Serie Schaum.


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A) NOMBRE DEL CURSO: ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO





Créditos

III 4 1 3 8



Introducir al estudiante en los conceptos básicos de la electricidad y magnetismo, las leyes básicas en las que se sustenta la teoría, así como las correspondientes a la parte de la electrostática y de la magnetostática. Que el estudiante tenga conocimientos básicos sobre campos eléctricos y magnéticos, leyes de Gauss y Faraday, circuitos eléctricos y sus componentes, así como una introducción a las ecuaciones de Maxwell y las ondas electromagnéticas.


Unidades Objetivo específico 1. Campo Eléctrico

Identificar a la carga eléctrica como una propiedad de la materia. Establecer la ley de Coulomb y usarla para encontrar la fuerza entre un par de cargas puntuales. Dar el valor de la constante de Coulomb y la magnitud de la carga en diferentes sistemas de carga discreta o continua. Trazar líneas de fuerza para sistemas de carga simples, y obtener información de la dirección e intensidad del campo eléctrico. Describir el movimiento de una carga puntual en un campo eléctrico.

2. Ley de Gauss y conductores en equilibrio

Establecer la ley de Gauss y usarla para encontrar el campo eléctrico producido por diferentes distribuciones simétricas de carga. Diferenciar entre conductores y aislantes. Probar que en equilibrio electrostático la carga libre en un conductor reside en su superficie.

3. Potencial eléctrico

Definir la diferencia de potencial, potencial eléctrico y energía potencial electrostática. Calcular la diferencia de potencial entre dos puntos, dado el campo eléctrico en la región.. Calcular la energía potencial electrostática de un sistema de cargas puntuales. Calcular el potencial eléctrico para diferentes distribuciones de carga.

4. Capacitancia y condensadores

Derivar expresiones para la capacitancia de los capacitores (platos paralelos, capacitor cilíndrico y capacitor esférico). Calcular la capacitancia efectiva de sistemas de capacitores en serie y en paralelo. Derivar la expresión para la energía almacenada en un capacitor cargado. Discutir el efecto de un dieléctrico en la capacitancia, carga, diferencia de potencial y campo eléctrico en un capacitor de platos paralelos.

5. Corriente eléctrica

Definir y discutir el concepto de corriente eléctrica, densidad de corriente, velocidad de arrastre, resistencia y fem. Establecer la ley de Ohm y distinguirla de la definición de resistencia. Definir la resistividad y describir su dependencia con la temperatura. Discutir el modelo simple de una batería en términos de una fem ideal y una resistencia interna. Dar la relación general entre diferencia de



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potencial, corriente y potencia. 6. Circuitos de

corriente directa Determinar la resistencia equivalente de resistores en serie y paralelo con el fin de simplificar las diferentes combinaciones de resistores. Establecer las reglas de Kirchhoff y usarlas para analizar diferentes circuitos. Encontrar la constante de tiempo para un circuito RC y graficar tanto la carga en el capacitor y la corriente como funciones del tiempo para cargar y descargar un capacitor.

7. Campo magnético

Calcular la fuerza magnética sobre un elemento de corriente y sobre una carga en movimiento en un campo magnético. Calcular el campo magnético de un anillo de corriente y el torque ejercido sobre un anillo de corriente en un campo magnético. Describir un selector de velocidades, un espectrógrafo de masas y un ciclotrón.

8. Fuentes de campo magnético

Establecer la ley de Biot-Savart y usarla para calcular el campo magnético. Graficar las líneas de campo magnético para un alambre recto y largo, un anillo circular de corriente, un selenoide y una barra magnética magnetizada uniformemente. Establecer la ley de Ampere y discutir sus usos y limitaciones. Establecer la definición de flujo magnético y discutir la importancia del resultado de que el flujo magnético saliente de una superficie cerrada es cero. Establecer la definición de la corriente de desplazamiento de Maxwell.

9. Ley de Faraday Establecer la ley de Faraday y la de Lenz y usar la de Faraday para encontrar la fem inducida por un flujo magnético variable y la última para encontrar el sentido de la corriente inducida en diferentes aplicaciones de la primera. Discutir las diferentes fuerzas involucradas y el balance en energía en el movimiento debido a fems inducidas. Establecer la definición de auto e inductancia mutua y derivar una expresión para la auto-inductancia de un selenoide. Establecer la expresión para la energía almacenada en un campo magnético y para la densidad de energía del campo magnético.

10. Circuitos de corriente alterna

Definir la corriente rcm (raíz del cuadro medio) y sus relaciones con la corriente máxima en un circuito AC. Establecer las definiciones de reactancia capacitiva, inductiva e impedancia. Establecer la definición del valor Q y discutir su significado. Establecer la condición de resonancia para un circuito LRC con generador y graficar la potencia para circuitos con alto y bajo valor de Q.

11. Ecuaciones de Maxwell y ondas electromagnéticas

Presentar las ecuaciones de Maxwell y discutir sus bases experimentales. Establecer la relación entre el vector de Poynting, la intensidad de una onda electromagnética y la presión de radiación. Calcular la presión de radiación y los valores máximos de los campos a partir de la intensidad de una onda electromagnética.

D) CONTENIDOS Y MÉTODOS POR UNIDADES Y TEMAS Unidad 1 Campo Eléctrico 11

1.1.- La carga eléctrica 1 1.2.- Aislantes y conductores 1 1.3.- La ley de Coulomb 2 1.4.- Concepto de campo eléctrico 2

1.5.- Calculo de campo eléctrico para distribuciones continuas de carga 2



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1.6.- Líneas de campo eléctrico 1 1.7.- Movimiento de cargas puntuales en un campo eléctrico 2



Métodos de enseñanza Exposición de los temas de la unidad por el profesor en el salón. Actividades de aprendizaje

Realización de la (o las) práctica(s) correspondientes a los temas de la unidad en el Laboratorio de Física bajo supervisión del técnico responsable del laboratorio.

Unidad 2 Ley de Gauss y conductores en equilibrio 7

2.1.- Flujo eléctrico 1 2.2.- Ley de Gauss 2 2.3.- Conductores eléctricos 1 2.4.- Cargas y campos en superficies conductoras 2

2.5.- Aplicaciones de la Ley de Gauss a aislantes perfectos 1 Lecturas y otros recursos





Unidad 3 Potencial eléctrico 7

3.1.- Diferencia de potencial y potencial eléctrico 2 3.2.- Potencial eléctrico y campos eléctricos uniformes 1 3.3.- Potencial de un sistema de cargas puntuales y energía potencial electrostática 2

3.4.- Potencial de distribuciones continuas de carga 1 3.5.- Campo eléctrico y potencial: superficies equipotenciales 1 Lecturas y otros recursos




Unidad 4 Capacitancia y condensadores 6

4.1.- Definición y calculo de capacitancia 2

4.2.- Combinaciones en serie y paralelo de capacitores 2 4.3.- Energía electrostática en un capacitor 1 4.4.- Dieléctricos 1 Lecturas y otros recursos






Pág. 4

Unidad 5 Corriente eléctrica 7

5.1.- Corriente y movimiento de cargas 2 5.2.- Ley de Ohm y resistencias 2 5.3.- Energía en circuitos eléctricos 1

5.4.- Resistividad 1 5.5.- Conductores, aislantes, semiconductores y superconductores 1 Lecturas y otros recursos




Unidad 6 Circuitos de corriente directa 7

6.1.- Resistores en serie y paralelo 1 6.2.- Reglas de Kirchhoff 2

6.3.- Circuitos RC 2 6.4.- Amperímetros, voltímetros y óhmetros 1 6.5.- El puente de Wheatstone 1





Unidad 7 Campo magnético 7

7.1.- Definición de campo magnético 2 7.2.- Magnetos y campos magnéticos 1 7.3.- Torque de un anillo de corriente en un campo magnético uniforme 1 7.4.- Movimiento de una carga puntual en un campo magnético 2

7.5.- El efecto Hall 1 Lecturas y otros recursos





Unidad 8 Fuentes de campo magnético 9

8.1.- La ley de Biot-Savart 1 8.2.- Definición del Ampere y el Coulomb 2 8.3.- La ley de Ampere 2

8.4.- Campo magnético de un solenoide y de una barra magnética 2 8.5.- Flujo magnético 1 8.6.- Corrientes de desplazamiento de Maxwell 1 Lecturas y otros recursos




Pág. 5



Unidad 9 Ley de Faraday 10

9.1.- La ley de Faraday y la fuerza electromotiva (fem) 1 9.2.- Ley de Lens 1 9.3.- Aplicaciones de la ley de Faraday 1 9.4.- Corrientes Eddy 1

9.5.- El betatrón 1 9.6.- Inductancia 1 9.7.- Circuitos RL 1 9.8.- Energía magnética 1

9.9.- Circuitos LC y RLC 2 Lecturas y otros recursos





Unidad 10 Circuitos de corriente alterna 5

10.1.- Generador de corriente alterna 1 10.2.- Corriente alterna en resistores, capacitores e inductores 2

10.3.- Circuito RLC con generador 1 10.4.- El transformador 1 Lecturas y otros recursos





Unidad 11 Ecuaciones de Maxwell y ondas electromagnéticas 4

10.1.- Las ecuaciones de Maxwell 2 10.2.- La ecuación de onda para ondas electromagnéticas 2





E) ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE



Pág. 6

Se recomienda que el alumno estudie cada tema con anticipación a la clase. Se recomienda que el profesor exponga el tema, ejemplificando con múltiples ejercicios y aclarando las dudas, para pasar después a la resolución de problemas en el pizarrón por parte de los alumnos. Estrategias pedagógicas recomendadas:

Exposición del maestro con apoyo de recursos visuales y audiovisuales





El estudiante deberá presentarse al Laboratorio de Física para la asignación de tiempos. El técnico responsable del laboratorio indicara a cada alumno el procedimiento y requisitos para la realización de cada una de las prácticas relacionadas con el contenido teórico del curso.

F) EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN Se sugiere el siguiente esquema para evaluación y acreditación del curso:

Elaboración y/o presentación de: Periodicidad Abarca Ponderación Primer examen parcial 1 Unidades 1-4 15%

Segundo examen parcial 1 Unidades 5-8 15%

Tercer examen parcial 1 Unidades 9-11 15%

Practicas en el Laboratorio de Física variable 20%

Tareas, asistencia y participación en clase variable 10%


TOTAL 100%

G) BIBLIOGRAFÍA Y RECURSOS INFORMÁTICOS Textos básicos Serway y Beichner, “Física para Ciencias e Ingeniería tomo 2”, 5ª Ed., McGraw Hill, 2002. Resnick, Halliday y Krane, “Física”, 4ª Ed., CECSA, 2002.

Tippens, “Física Conceptos y Aplicaciones”, 2ª Ed. McGraw Hill, 1988.

Sitios de Internet Pagina Web del Laboratorio de Física de la Facultad de Ciencias: http://galia.fc.uaslp.mx/~uragani/lab/index.htm

http://galia.fc.uaslp.mx/~uragani/lab/index.htm



Pág. 1

A) NOMBRE DEL CURSO: LAS ENERGÍAS RENOVABLES Y LA PROBLEMÁTICA AMBIENTAL





Créditos

IV 4 1 3 8



Reconocer las alternativas que existen a las fuentes energéticas convencionales que se basan en la quema de hidrocarburos, los cuales tienen la desventaja de emitir bióxido de carbono.

Explicar las consecuencias extremadamente riesgosas de continuar con el abasto energético de las sociedades con esas fuentes convencionales y la necesidad de sustituirlas por alternativas no contaminantes.

Aplicar técnicas para evitar el deterioro ambiental.

Identificar las distintas Energías Renovables no contaminantes.

Describir las consecuencias a corto, mediano y largo plazo relacionadas con la seguridad, la salud, la integridad y del desarrollo social, generadas por las modificaciones a los ecosistemas debido del consumo de hidrocarburos, por las sociedades humanas.

Con lo cuál desarrollará su competencia para:


Llevar a cabo trabajo de calidad y contribuir en la identificación y solución de la problemática ambiental y de la sustentabilidad económica, la contaminación y el deterioro de los recursos naturales.

Asumir responsabilidades bajo criterios de calidad y pertinencia hacia la sociedad, y para contribuir activamente en la identificación y solución de las problemáticas de la sustentabilidad social, económica, política y ambiental.

Visualizar, entender y solucionar problemas científicos y prácticos en la ingeniería de energía renovable y cuidado ambiental.

Efectuar asesorías y elaboración de propuestas en energías renovables en temas con impacto económico y social.



1. Demandas de Energía Mundial.

Identificar el estado actual de la producción, comercialización, distribución de las principales fuentes de energía en el mundo basado en la información de agencias internacionales o nacionales de energía.



Pág. 2

2. Visión Global de la Energía Mundial.

Reconocer las tendencias globales del uso de Energía de origen fósil y renovable, previo al 2012 y posterior a este año. Revisar los proyectos internacionales y regionales (por país) para la disminución del uso de energía fósil y el aumento de las fuentes de energía renovables para el 2030.

3. Calentamiento Global y Cambio Climático Global

Discutir la información científica y las objeciones que se le dan a esta información para asignar al calentamiento que actualmente sufre la tierra al aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero.

4.- Uso de la Energía en el Nuevo Milenio.

Identificar los posibles escenarios en las tendencias del uso de fuentes de energía renovables, a nivel local, nacional e internacional. Describir los convenios firmados por los diferentes grupos y naciones para la modificación del uso de fuentes de energía fósil.

5. Inversión para el uso eficiente de Energía: El sector residencial como caso de estudio.

Explicar los estándares adecuados para el uso eficiente de la luz, el agua y la electricidad. Describir las nuevas normativas para la construcción de viviendas en México y otros países.

6. Hacia un uso más eficiente de la Energía en el Futuro

Describir las nuevas tendencias del uso de las energías renovables, por regiones y por países. Enunciar los acuerdos internacionales así como la legislación para su uso. Describir el caso de México en relación a su política de crecimiento energético.

7. Revisión de las Políticas Energéticas de Diversos países.

Enumerar las Legislaciones sobre energía en general y energías renovables de los principales países involucrados en el cambio tecnológico hacia las energías renovables y compararlos con el caso de México.

8. Crecimiento Económico y la transición entre fuentes de energía Renovables y no Renovables.

Enumerar los principales problemas para el crecimiento económicos y la transición que esto representa hacia las energías renovables.

D) CONTENIDOS Y MÉTODOS POR UNIDADES Y TEMAS

Unidad 1. Demandas de Energía Mundial. 10

1.1 Demandas de Energía Primarias. 2

1.2 Consumo de Energía per capital por regiones. 2

1.3 Consumo de Energía por regiones. 2

1.4 Flujos de Energía Mundial y Locales. 2

1.5 Equilibrios y Factores de Desequilibran Naturales de Energía. 2


Artículos de divulgación y el libro de texto.



Pág. 3

Métodos de enseñanza Exposición detallada frente al pizarrón de cada uno de los temas haciendo énfasis en la información actualizada sobre las estadísticas del consumo, distribución y reservas de fuentes primarias de energía. El profesor encargará la elaboración de proyectos, por grupos de estudiantes, que promuevan el desarrollo de las competencias transversales y profesionales tales como el estudio autónomo y el trabajo en equipo. El profesor supervisará el desarrollo y evaluará los proyectos presentados y los problemas resueltos por parte de los grupos de estudiantes.


Resolución de algunos problemas tanto por parte del alumno como del maestro y sobre todo presentación de temas por parte de los estudiantes o equipos de trabajo sobre temas específicos. Elaboración de proyectos en forma grupal.

Unidad 2. Visión Global de la Energía Mundial. 6

2.1 Tendencia Global de uso de Energía posterior al 2012. 2

2.2 Tendencia Global de uso de Energía hacia 2030. 2

2.3 Prospecciones para el uso de Energía por Regiones. 2


Artículos de divulgación textos especializados sobre los temas y libros de texto.

Métodos de enseñanza Exposición detallada frente al pizarrón de cada uno de los temas haciendo énfasis en el los datos científicos que apoyan los modelos de calentamiento global. El profesor encargará la elaboración de proyectos, por grupos de estudiantes, que promuevan el desarrollo de las competencias transversales y profesionales tales como el estudio autónomo y el trabajo en equipo. El profesor supervisará el desarrollo y evaluará los proyectos presentados y los problemas resueltos por parte de los grupos de estudiantes.


Resolución de problemas tanto por parte del alumno como del maestro y estudios de graficas publicada en artículos. Elaboración de proyectos en forma grupal.

Unidad 3. Calentamiento Global y Cambio Climático Global. 5

3.1 Cambios observados en el clima y sus efectos 2

3.2 Causas del Cambio 1.5

3.3 El Cambio Climático y sus Impactos a Corto y Largo Plazo en Diferentes Escenarios 1.5


Reportes del panel de expertos sobre cambio climático. Lectura de los libros de texto recomendados.

Métodos de enseñanza Exposición detallada frente al pizarrón de cada uno de los temas haciendo énfasis del significado los datos estadísticos de producción y consumo, así como en la problemática política. El profesor encargará la elaboración de proyectos, por grupos de estudiantes, que promuevan el desarrollo de las competencias transversales y profesionales tales como el estudio autónomo y el trabajo en equipo. El profesor supervisará el desarrollo y evaluará los proyectos presentados y los problemas resueltos por parte de los grupos de estudiantes.



Pág. 4


Discusión y de la problemática por parte del profesor del curso como por parte del alumno, además de presentación de los estudiantes de alguno de los temas. Elaboración de proyectos en forma grupal.

Unidad 4. Uso de la Energía en el Nuevo Milenio. 14

4.1 Tendencia y perspectiva. 2

4.2 Tendencia en las modificaciones de uso de Energía en los sectores manufactureros. 2

4.3 Cambios en Conjunto del uso de la Energía. 2

4.4 Tendencias de uso de Energía en el hogar y emisiones de CO2. 2

4.5 Fuerzas de Energía usadas en el hogar, ahorros y emisiones de CO2. 1.5

4.6 Tendencia de uso de Energía en el Sector Servicios. 1.5

4.7 Tendencias del uso de Energía en el sector transporte de artículos y personas. 1.5

4.8 Tendencia del uso de Energía en Transporte de Carga Pesada. 1.5


Artículos de divulgación, y los Libros de texto.

Métodos de enseñanza Exposición detallada frente al pizarrón de cada uno de los temas. Presentación por parte de los estudiantes de los temas de la unidad. El profesor encargará la elaboración de proyectos, por grupos de estudiantes, que promuevan el desarrollo de las competencias transversales y profesionales tales como el estudio autónomo y el trabajo en equipo. El profesor supervisará el desarrollo y evaluará los proyectos presentados y los problemas resueltos por parte de los grupos de estudiantes.


Estudio de los Libros de Texto, Artículos de Divulgación científica y Resolución de problemas tanto por parte del alumno como del maestro. Elaboración de proyectos en forma grupal.

Unidad 5. Inversión para el uso eficiente de Energía: El sector residencial como caso de estudio.

6

5.1 Potencial en el uso de Energía en Construcciones Residenciales ya existentes. 1.5

5.2 Barreras Mercantiles para un mayor uso eficiente en Construcciones. 1.5

5.3 Normatividades para el uso eficiente de la Energía en Construcciones de Japón, Estados Unidos, Unión Europea, Francia, Alemania.

3


Artículos de divulgación, lectura del texto del curso. Legislación en materia ambiental y de construcción y compromisos de México en esta área

Métodos de enseñanza Exposición detallada frente al pizarrón de cada uno de los temas haciendo énfasis del significado físico de cada uno de los conceptos nuevos. El profesor encargará la elaboración de proyectos, por grupos de estudiantes, que promuevan el desarrollo de las competencias transversales y profesionales tales como el estudio autónomo y el trabajo en equipo. El profesor supervisará el desarrollo y evaluará los proyectos presentados y los problemas resueltos por parte de los grupos de estudiantes.


Resolución de problemas tanto por parte del alumno como del maestro. Presentación por parte de los estudiantes de algunos de los temas. Elaboración de proyectos en forma grupal.



Pág. 5

Unidad 6. Hacia un uso más eficiente de la Energía en el Futuro. 10

6.1 Tendencias futuras del uso de la Energía por Regiones. 2

6.2. Nuevas Tecnologías e Ingenierías para el uso eficiente de la Energía. 2

6.3 Acuerdos Internacionales para el aprovechamiento racional de la Energía. 2

6.4 Legislación para el uso Racional de la Energía. 2

6.5 Programa Nacional para el uso eficiente de la Energía. 2






Unidad 7. Revisión de las Políticas Energéticas de Diversos países. 12

7.1 Reversibilidad e irreversibilidad. 3

7.2 Legislación Japonesa. 3

7.3 Legislación de Estados Unidos. 3

7.4 Legislación y Política Energética en Alemania. 3






Unidad 8 Crecimiento Económico y la transición entre fuentes de energía Renovables y no Renovables.

16

8.1 Introducción del problema. 4

8.2 Capacidad de cambio tecnológico. 4



Pág. 6

8.3 Los agentes de transición. 4

8.4 Políticas e Inversión para la transición. 4






E) ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE Además de la exposición en pizarrón de los temas que el profesor considere claves de la materia, se recomienda que se pondere el aprendizaje centrado en el estudiante tales como el aprendizaje basado en proyectos. El profesor podrá encargar a grupos de alumnos entregar proyectos que involucren desarrollar, comprender y reflexionar temas de la materia por su propia cuenta, sin la enseñanza directa del profesor, quien sólo se mantendrá como guía y apoyo en la resolución de dudas. Al final de cada unidad estos trabajos serán entregados al profesor o serán expuestos frente al grupo para su corrección y evaluación. Estrategias pedagógicas recomendadas:








Pág. 7

La evaluación del desempeño del estudiante en el curso se hará en base a las calificaciones que obtenga en los exámenes parciales y en los proyectos entregados (el cuál involucrará el desarrollo y comprensión de los conceptos del temario y la solución a problemas con un nivel de complejidad mayor al de los exámenes parciales). Los proyectos grupales podrán ser evaluados en forma escrita o mediante la exposición de los alumnos frente al grupo. Se recomienda que se realicen al menos tres exámenes parciales y un examen ordinario (que incluya las ocho unidades). A criterio del profesor, el alumno podrá exentar el examen ordinario final.



1 Unidades 1-3 25%


1 Unidad 4-6 25%


1 Unidad 7-8 25%


TOTAL 100%

G) BIBLIOGRAFÍA Y RECURSOS INFORMÁTICOS Textos básicos Jaime González Velasco (2009), Energías renovables, Reverte. Textos complementarios Joan Prats (2007), Geopolítica de la energía, Catalá. Richard W. Asplund (2008), Profiting from clean energy: a complete guide to trading green, John Wiley Press.

Sitios de internet Sitio Wikipedia sobre Energías renovables, recuperado el 11 de Junio del 2012, de http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_renovable Gutiérrez Barba B. E., La ingeniería ambiental en México, recuperado el 11 de Junio del 2012, de http://www.anuies.mx/servicios/p_anuies/publicaciones/revsup/res111/txt4_2.htm Sitio con diversos enlaces de Instituciones medioambientales internacionales. recuperado el 11 de Junio del 2012, de http://www.econlinks.uma.es/MA/Instma.htm



Pág. 1

A) NOMBRE DEL CURSO: FÍSICA DEL ELECTRÓN





Créditos

IV 4 1 3 8



Enumerar y explicar los conceptos básicos de la mecánica relativista y la física del electrón.

Aplicar la teoría de la relatividad y la ecuación de Schrödinger para describir el problema de los electrones libres, electrones dentro de átomos y en dispositivos del estado sólido.




Asimilar y transmitir conocimientos básicos de Física, así como de comprender el mundo e insertar este conocimiento desde una perspectiva cultural propia.

Visualizar, entender y solucionar problemas científicos y prácticos en la ingeniería que involucren sistemas electrónicos.



1. El experimento de Michelson Morley

Explicar el experimento que dio origen al conflicto experimental-teórico que generó la introducción de la transformación de Lorentz.

2. Consecuencias de la transformación de Lorentz.

Describir las consecuencias en la física que implican dar por cierta la transformación de Lorentz.

3. Mecánica Relativista.

Explicar las nociones básicas de la mecánica relativista.

4. Párticulas y Ondas

Entender los experimentos y fenómenos que permiten entender la dualidad onda/partícula

5. Rayos X Revisar los orígenes y diversos fenómenos (tales como difracción ó el efecto Compton) de los rayos X

6. Producción de pares

Describir la interacción de la radiación con la materia y la producción y aniquilación de pares.

7. Naturaleza ondulatoria de las partículas

Expresar la naturaleza ondulatoria de la materia a partir de la tesis de De-Broglie y de su confirmación experimental



Pág. 2

8. El experimento de Rutherford

Revisar los experimentos de Rutherford y su modelo del atómo así como las formulas de dispersión.

9. El modelo de Bohr I

Emplear el modelo atómico de Bohr, sus estados y sus niveles de energía.

10. El modelos de Bohr II

Resolver el caso de los atomos hidrogenoides y discutir el experimento de Franck-Hertz.

11. La ecuación de Schroedinger I

Explicar la ecuación de Schroedinger abordando el tema desde la radiación del cuerpo negro hasta llegar a la ec. de Schroedinger independiente del tiempo.

12. La ecuación de Schroedinger II

Explicar los conceptos de Hamiltoniano, operadores, valores esperados y aplicarlos en el ejemplo sencillo de la partícula en una caja tridimensional

13. Aplicaciones de la ecuación de Schroedinger

Ejemplificar el uso de la ec. de Schroedinger mediante la solución mecano cuántica del oscilador cuántico y la partícula en una caja tridimensional.

D) CONTENIDOS Y MÉTODOS POR UNIDADES Y TEMAS Unidad 1 El experimento de Michelson Morley 2

1.1 El conflicto se desarrolla. 1

1.2 Las transformaciones de Lorentz. 1

Unidad 2. Consecuencias de la transformación. 6

2.1 Contracción de la longitud. 1.5

2.2 Dilatación del tiempo. 1.5 2.3 Nueva interpretación. 1.5 2.4 Solución de Einstein. 1.5

Unidad 3. Mecánica Relativista 5

3.1 Masa y momento. 1

3.2 Definición de fuerza. 1

3.3 Energía cinética relativista. 1

3.4 Energía total. 1

3.5 Revisión esquemática. 1

Unidad 4. Partículas y Ondas 4

4.1 El tubo de rayos catódicos. 1

4.2 Cuantos de electricidad. 1

4.3 Emisión electrónica. 1

4.4 El efecto fotoeléctrico. 1



Pág. 3

Unidad 5. Rayos X 6

5.1 Roentgen. 1

5.2 Rayos X. 1

5.3 Difracción de rayos X. 1.5

5.4 Red de difracción. 1

5.5 Efecto compton. 1.5

Unidad 6. Producción de pares 6

6.1 Interacción de la radiación de la materia. 1.5

6.2 Producción de pares. 1.5

6.3 Aniquilación de pares. 1.5

6.4 Absorción de fotones. 1.5

Unidad 7. Naturaleza ondulatoria de las partículas 8

7.1 El dilema onda corpúsculo. 1.5

7.2 Ondas de De-Broglie. 1.5

7.3 Confirmación experimental. 1.5

7.4 Paquetes de ondas. 1.5

7.5 Principio de Heisenberg. 1

7.6 Otras formas del principio. 1

Unidad 8. El experimento de Rutherford 7

8.1 El modelo nuclear del átomo. 1.5

8.2 Montaje experimental. 1.5

8.3 Parámetro de impacto. 2

8.4 Fórmula para la dispersión 2

Unidad 9. El modelo de Bohr I 9

9.1 Modelo planetario. 1.5

9.2 Espectros atómicos. 1.5

9.3 El modelo de Bohr-postulados. 1.5

9.4 El modelo de Bohr-estados de la energía. 1.5

9.5 Series espectrales. 1.5

9.6 El principio de correspondencia. 1.5

Unidad 10. El modelos de Bohr II 6

10.1 Atomos hidrogenoídeos. 1.5



Pág. 4

10.2 Corrección para movimiento nuclear. 1.5

10.3 Experimento de Franck-Hertz. 1.5

10.4 Interpretación del experimento. 1.5

Unidad 11 La ecuación de Schrödinger I 7

11.1 La radiación del cuerpo negro. 1.5

11.2 Funciones de onda. 1.5

11.3 Construcción de la ecuación de Schroedinger. 1.5

11.4 Corriente de probabilidad. 1.5

11.5 La ecuación de Schroedinger independientes del tiempo. 1

Unidad 12. La ecuación de Schrödinger II 9

12.1 El hamiltoniano. 1.5

12.2 Operadores. 1.5

12.3 Valores promedio o esperados 1.5

12.4 El pozo de potencial. 1.5

12.5 Solución de las ecuaciones diferenciales. 1.5

12.6 La partícula en una caja tridimensional. 1.5

Unidad 13. Aplicaciones de la ecuación de Schrödinger 6

13.1 El oscilador armónico clásico. 1

13.2 El oscilador armónico mecano-cuántico. 1

13.3 El efecto túnel. 1

13.4 Potenciales periódicos y el modelo de Kronig-Penney. 1

13.5 Solución de las ecuaciones diferenciales. 1

13.6 La partícula en una caja tridimensional. 1





Pág. 5

Métodos de enseñanza Además de la exposición por parte del profesor de los temas claves de la unidad, se recomienda integrar los enfoques de aprendizaje basados en problemas y en proyectos.

Se recomienda que al inicio de cada unidad el profesor especifíque las secciones o contenidos de las referencias a utilizar.

Al final de cada unidad el profesor presentará un compendio que estructure, de coherencia y unifique los conocimientos recien adquiridos.

El profesor encargará la resolución de problemas, por grupos de estudiantes (se recomiendan grupos pequeños de 3-4 estudiantes), que promuevan el desarrollo de las competencias transversales y profesionales tales como el estudio autónomo y el trabajo en equipo.

El profesor encargará la elaboración de proyectos, por grupos de estudiantes, que promuevan el desarrollo de las copentencias transversales y profesionales tales como el estudio autónomo y el trabajo en equipo.

El profesor supervisará el desarrollo y evaluará los proyectos presentados y los problemas resueltos por parte de los grupos de estudiantes.


Resolución de ejercicios en el pizarrón por parte de los alumnos.

Tareas individuales de resolución de problemas del libro de texto.

Elaboración de proyectos en forma grupal.

Resolución de problemas en forma grupal.

E) ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE Además de la exposición en pizarrón de los temas que el profesor considere claves de la materia, se recomienda que se pondere el aprendizaje centrado en el estudiante tales como aprendizaje basado la resolución de problemas claves de la materia, así como la realización de proyectos de grupo. El profesor podrá encargar a grupos de alumnos resolver problemas o entregar proyectos que involucren desarrollar, comprender y reflexionar temas de la materia por su propia cuenta, sin la enseñanza directa del profesor, quien sólo se mantendrá como guía y apoyo en la resolución de dudas. Al final de cada unidad estos trabajos serán entregados al profesor o serán expuestos frente al grupo para su corrección y evaluación. Estrategias pedagógicas recomendadas:


Uso de las TIC: asesoramiento a distancia mediante comunicación vía internet, enriquecimiento de material mediante páginas web que clarifiquen y amplíen (con recursos como videos, imágenes) los temas del curso. En lo posible, crear un sitio en internet especial para la materia, en el cuál el profesor pueda administrar tareas ó calificaciones y se pueda



Pág. 6

reunir información adicional sobre los temas del curso (enlaces a videos, revistas, bases de datos, etc.).

Resolución de problemas en sesiones de práctica por parte del profesor y de los alumnos.



F) EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN La evaluación del desempeño del estudiante en el curso se hará en base a las calificaciones que obtenga en los exámenes parciales (los cuales estarán compuestos por resolución de problemas del libro de texto básico y la descripción de conceptos del temario) y en los trabajos o proyectos entregados (el cuál involucrará el desarrollo y comprensión de los conceptos del temario y la solución a problemas con un nivel de complejidad mayor al de los exámenes parciales). Los problemas o proyectos grupales podrán ser evaluados en forma escrita o mediante la exposición de los alumnos frente al grupo. Se recomienda que se realicen al menos cuatro exámenes parciales y un examen ordinario (que incluya todas las unidades). A criterio del profesor, el alumno podrá exentar el examen ordinario final.



1 Unidades 1-4 20%


1 Unidad 5-7 20%


1 Unidad 8-10 20%

Cuarto examen parcial (70%), Problemas/Proyecto (30%)

1 Unidad 11-13 20%


TOTAL 100%

G) BIBLIOGRAFÍA Y RECURSOS INFORMÁTICOS Textos básicos R. Eisberg y R. Resnick (2002), Física Cuántica: átomos, moléculas, sólidos, núcleos y partículas. Ed. Limusa. Raymond A. Serway, Clement J. Moses, Curt A. Moyer (2005). Física Moderna (3ra ed.), Edit. Thomson Textos complementarios Acosta, Cowan y Graham (1999), Curso de física moderna. Editorial Harla. Mcgervey, John D. (1975), Introducción a la física moderna, Editorial Trillas.



Pág. 7

Sitios de internet Sitio Wikipedia sobre Teoría de la relatividad, recuperado el 11 de Junio del 2012, de http://es.wikipedia.org/wiki/Teor%C3%ADa_de_la_relatividad Sitio Wikipedia sobre Ecuación de Schrödinger, recuperado el 11 de Junio del 2012, de http://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_de_Schr%C3%B6dinger Diversos recursos en inglés (escritos, presentaciones, módulos interactivos) sobre material del curso. recuperado el 11 de Junio del 2012, de http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/schr.html



Pág. 1

A) NOMBRE DEL CURSO: INTRODUCCIÓN A LAS ENERGIAS RENOVABLES





Créditos

III 4 1 3 8



Reconocer los elementos principales de la problemática actual del uso y producción de energías de origen no renovable y renovable.

Discutir las implicaciones geopolíticas que esto conlleva.

Distinguir los elementos esenciales técnicos a considerar para una futura transición de energías no renovables a renovables.

Enumerar las principales fuentes de energía renovable y la problemática para su implementación.


Aprender a aprender y para adaptarse a los requerimientos cambiantes del contexto a través de habilidades de pensamiento complejo: Análisis, problematización, contextualización, investigación, discernimiento, decisión e innovación.


Visualizar, entender y solucionar problemas científicos y prácticos en la ingeniería de energía renovable.



Unidades Objetivo específico 1. Introducción a la problemática de la energía.

Enumerar los principales puntos de conflictos de la problemática histórico general de la energía de origen no renovable y su contribución al calentamiento global. Enunciar los principales resultados que abalan el origen del calentamiento global atribuido a la emisión producida por fuentes de energía fósiles (no renovables). Describir el protocolo de Kioto y Copenhague.

2. Impacto ambiental de las diversas fuentes de energía.

Identificar los elementos fundamentales para evaluar el impacto que sobre el clima tienen las emisiones de las diversas fuentes de energía fósil. Distinguir las ventajas y dificultades particulares en cada caso de implementación de las energías renovables. Enumerar los principales sistemas de almacenamiento y transmisión de energía.

3. Contexto de las relaciones geopolíticas y económicas de la

Describir las estadísticas mundiales y nacionales sobre el consumo y producción de fuentes de energía fósil. Contrastar la asimetría existente entre los países productores y consumidores de fuentes de energía fósil y distinguir cómo esta asimetría condiciona



Pág. 2

energía. políticamente las relaciones internacionales, tanto para mantener fuentes seguras de abastecimiento como de mercado a través del mundo.

4.- Problemática de los Biocombustibles.

Enumerar las dificultades diversas que trae consigo la producción a gran escala de los biocombustibles. Enunciar los proyectos más importantes de producción de biodiesel a partir de microalgas y de biodigestores.

5. Condiciones necesarias para la transición energética.

Describir las diferentes condiciones de viabilidad de la implementación diferentes fuentes de energía renovables, considerando las posibilidades regionales. Evaluar la posibilidad de sustituir en parte o totalmente el uso de fuentes de energía fósil, considerando la eficiencia y las diferentes tecnologías disponibles, así como la inversión necesaria para llevar a cabo la transición.

6. Fuentes de energía alternativas.

Identificar la ingeniería básica y eficiencia de conversión que se encuentra en las siguientes fuentes de energías renovables: hidroeléctrica, geotérmica, concentradores solares, energía eólica, energía fotovoltaica, energía de la biomasa, energía mareomotriz y energía del hidrógeno

D) CONTENIDOS Y MÉTODOS POR UNIDADES Y TEMAS Unidad 1 Introducción a la problemática de la energía. 9

1.1.- Energética general y medio ambiente. 1.5

1.2.- Climatología y cambio climático. 1.5 1.3.- Desarrollo sustentable. 1.5 1.4.- El petróleo. 1.5 1.5.- Tratados de Kyoto y de Copenhagen. 1.5 1.6.- Economía energética. 1.5 Lecturas y otros recursos

Artículos de divulgación, el libro de texto.

Métodos de enseñanza Exposición detallada frente al pizarrón de cada uno de los temas haciendo énfasis en la información actualizada sobre la problemática energética. El profesor encargará la elaboración de proyectos, por grupos de estudiantes, que promuevan el desarrollo de las copentencias transversales y profesionales tales como el estudio autónomo y el trabajo en equipo. El profesor supervisará el desarrollo y evaluará los proyectos presentados y los problemas resueltos por parte de los grupos de estudiantes.


Resolución de problemas tanto por parte del alumno como del maestro y presentación de temas por parte de los estudiantes. Elaboración de proyectos en forma grupal.

Unidad 2 Impacto ambiental de las diversas fuentes de energía. 20

2.1.- El petróleo, el gas natural y el carbón 2.5 2.2.- Biocombustibles. 2.5 2.3.- Energía hidroeléctrica. 2.5 2.4.- Energía geotérmica. 2.5



Pág. 3

2.5.- Energía nuclear. 2.5 2.6.- Fotovoltáica. 2.5 2.7.- Eólica. 2.5 2.8. -Sistemas de almacenamiento y transmisión. 2.5 Lecturas y otros recursos


Métodos de enseñanza Exposición detallada frente al pizarrón de cada uno de los temas haciendo énfasis en el los datos científicos que apoyan los modelos de calentamiento global. El profesor encargará la elaboración de proyectos, por grupos de estudiantes, que promuevan el desarrollo de las copentencias transversales y profesionales tales como el estudio autónomo y el trabajo en equipo. El profesor supervisará el desarrollo y evaluará los proyectos presentados y los problemas resueltos por parte de los grupos de estudiantes.



Unidad 3. Contexto de las relaciones geopolíticas y económicas de la energía. 10

3.1.- Esquemas de desarrollo económico y de desarrollo humano. 2.5 3.2.- Mapas de distribución de recursos energéticos y desarrollo de los pueblos. 2.5 3.3.- Conflictos por los recursos. 2.5 3.4.- Políticas energéticas regionales y globales. 2.5 Lecturas y otros recursos


Métodos de enseñanza Exposición detallada frente al pizarrón de cada uno de los temas haciendo énfasis en el los datos científicos que apoyan los modelos de calentamiento global. El profesor encargará la elaboración de proyectos, por grupos de estudiantes, que promuevan el desarrollo de las copentencias transversales y profesionales tales como el estudio autónomo y el trabajo en equipo. El profesor supervisará el desarrollo y evaluará los proyectos presentados y los problemas resueltos por parte de los grupos de estudiantes.



Unidad 4 Problemática de los biocombustibles 6

4.1.- Los biocombustibles como una aproximación de alto riesgo. 3 4.2.- Biodiesel a partir de microalgas. 3


Artículos de divulgación, y los Libros de texto.



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Métodos de enseñanza Exposición detallada frente al pizarrón de cada uno de los temas. Presentación por parte de los estudiantes de los temas de la unidad. El profesor encargará la elaboración de proyectos, por grupos de estudiantes, que promuevan el desarrollo de las copentencias transversales y profesionales tales como el estudio autónomo y el trabajo en equipo. El profesor supervisará el desarrollo y evaluará los proyectos presentados y los problemas resueltos por parte de los grupos de estudiantes.



5. Condiciones necesarias para la transición energética. 10

5.1.- Importancia de la investigación en energías y su aplicación. 2.5 5.2.- Legislación en materia de energía y medio ambiente. 2.5 5.3.- Incentivos fiscales, financiamiento y equilibrio entre transferencia y desarrollo tecnológico.

2.5

5.4.- Aspectos educativos formales e informales. 2.5 Lecturas y otros recursos

Artículos de divulgación, lectura del texto del curso. Legislación en materia ambiental y compromisos de México en sustitución de fuentes no renovables de energía.

Métodos de enseñanza Exposición detallada frente al pizarrón de cada uno de los temas haciendo énfasis del significado físico de cada uno de los conceptos nuevos. El profesor encargará la elaboración de proyectos, por grupos de estudiantes, que promuevan el desarrollo de las copentencias transversales y profesionales tales como el estudio autónomo y el trabajo en equipo. El profesor supervisará el desarrollo y evaluará los proyectos presentados y los problemas resueltos por parte de los grupos de estudiantes.



Unidad 6. Fuentes de energía alternativas. 21

6.1.- Energía térmica. 3

6.2.- Energía eólica. 3 6.3.- Energía fotovoltaica. 3 6.4.- Energía de la biomasa. 3 6.5- Energía maremotriz. 3 6.6.- Energía del hidrógeno. 3 6.7.- Fotosíntesis artificial. 3 Lecturas y otros recursos

Artículos de divulgación, lectura del texto del curso. Legislación en materia ambiental y compromisos de México en sustitución de fuentes no renovables de energía.



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Métodos de enseñanza Exposición detallada frente al pizarrón de cada uno de los temas haciendo énfasis del significado físico de cada uno de los conceptos nuevos. El profesor encargará la elaboración de proyectos, por grupos de estudiantes, que promuevan el desarrollo de las copentencias transversales y profesionales tales como el estudio autónomo y el trabajo en equipo. El profesor supervisará el desarrollo y evaluará los proyectos presentados y los problemas resueltos por parte de los grupos de estudiantes.



E) ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE Además de la exposición en pizarrón de los temas que el profesor considere claves de la materia, se recomienda que se pondere el aprendizaje centrado en el estudiante tales como el aprendizaje basado en proyectos. El profesor podrá encargar a grupos de alumnos entregar proyectos que involucren desarrollar, comprender y reflexionar temas de la materia por su propia cuenta, sin la enseñanza directa del profesor, quien sólo se mantendrá como guía y apoyo en la resolución de dudas. Al final de cada unidad estos trabajos serán entregados al profesor o serán expuestos frente al grupo para su corrección y evaluación. Estrategias pedagógicas recomendadas:





F) EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN La evaluación del desempeño del estudiante en el curso se hará en base a las calificaciones que obtenga en los exámenes parciales y en los proyectos entregados (el cuál involucrará el desarrollo y comprensión de los conceptos del temario y la solución a problemas con un nivel de complejidad mayor al de los exámenes parciales). Los proyectos grupales podrán ser evaluados en forma escrita o mediante la exposición de los alumnos frente al grupo. Se recomienda que se realicen al menos



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tres exámenes parciales y un examen ordinario (que incluya las seis unidades). A criterio del profesor, el alumno podrá exentar el examen ordinario final.



1 Unidades 1-2 25%


1 Unidad 3-4 25%


1 Unidad 5-6 25%


TOTAL 100%

G) BIBLIOGRAFÍA Y RECURSOS INFORMÁTICOS Textos básicos Jaime González Velasco (2009). Energías renovables, Reverte. Joan Prats (2007). Geopolítica de la energía, Catalá Textos complementarios Richard W. Asplund (2008), Profiting from clean energy: a complete guide to trading green. John Wiley Press

Sitios de internet Sitio Wikipedia sobre Energías renovables, recuperado el 11 de Junio del 2012, de http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_renovable Red de noticias e información (en inglés) sobre energías renovables. recuperado el 11 de Junio del 2012, de http://www.renewableenergyworld.com/rea/home



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A) NOMBRE DEL CURSO: LABORATORIO DE QUÍMICA





Créditos

III 1 4 3 8



Explicar los conceptos esenciales de la Química general utilizando sus conocimientos en prácticas de laboratorio.

Identificar diversos procesos químicos desde el punto de vista experimental.

Utilizar equipo de laboratorio básico de química para explicar diferentes sistemas químicos.




Asimilar y transmitir conocimientos básicos de química y de manejo de equipo experimental.

Visualizar, entender y solucionar problemas científicos y prácticos en la ingeniería que involucre el uso de laboratorio de química.

Plantear, analizar y resolver problemas referentes al uso de la Nanotecnología y las ER, mediante la utilización de métodos analíticos y experimentales.

aplicar conocimientos teóricos de Física, Química y Biología en la realización e interpretación de experimentos y en general, desarrollas destrezas experimentales y metodológicas para el trabajo en el laboratorio.



1. Unidades de medición e incertidumbre.

Describir y utilizar los conceptos de medición experimental y el manejo de datos y de sus incertidumbres.

2. Teoría atómica de la materia.

Describir la teoría atómica de la materia mediante el análisis de diferentes tipos de modelos moleculares.

3. Principio de construcción de la tabla periódica, y periodicidad química.

Describir experimentalmente los conceptos químicos para explicar los principios de la construcción de la tabla periódica.



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4. Enlace iónico y enlace covalente.

Diferenciar entre enlace iónico y enlace covalente mediante la experimentación de disolución de sales y azúcares.

5. Fórmulas químicas y composición estequiométrica.

Describir, mediante el entendimiento de las fórmulas químicas y la estequiometria, el balance entre fórmulas estequiométricas en diferentes soluciones químicas.

6. Ecuación química y tipos de reacciones químicas.

Experimentar con diferentes tipos de reacciones químicas para demostrar las ecuaciones y reacciones químicas.

7. Cálculos estequiométricos.

Emplear reacciones redox que permitan confirmar en el laboratorio los cálculos estequiométricos.

8. Gases. Aplicar el experimento de efusión de Graham para identificar diferentes aspectos de la física y la química de gases.

9. Termoquímica. Aplicar la calorimetría de mezclas para identificar la termoquímica de diferentes compuestos químicos.

10. Cinética química.

Utilizar diversos experimentos de concentraciones y temperatura en diferentes compuestos para ilustrar la teoría de la cinética química.

11. Equilibrio químico.

Emplear el experimento del equilibrio en soluciones para explicar el concepto de equilibrio químico.

D) CONTENIDOS Y MÉTODOS POR UNIDADES Y TEMAS Unidad 1 Unidades de medición e incertidumbre. 7

1er. Laboratorio – Incertidumbre en medición de datos. 7

Unidad 2. Teoría atómica de la materia. 7

2do. Laboratorio – Modelos moleculares. 7

Unidad 3. Principio de construcción de la tabla periódica, y periodicidad química. 7

3er Laboratorio – Reconstrucción de la Tabla Periódica. 7

Unidad 4. Enlace iónico y enlace covalente. 7

4to Laboratorio – Disolución de Sales y Azucares. 7

Unidad 5. Fórmulas químicas y composición estequiométrica. 7

5to. Laboratorio – Balanceando fórmulas Estequiométricas. 7

Unidad 6. Ecuación química y tipos de reacciones químicas. 7

6to. Laboratorio – Tipos de reacciones químicas. 7



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Unidad 7. Cálculos estequiométricos. 7

7mo. Laboratorio – Reacciones Redox. 7

Unidad 8. Gases. 7

8vo. Laboratorio – Efusión de Graham. 7

Unidad 9. Termoquímica. 8

9no. Laboratorio – Calorimetría de Mezclas. 8

Unidad 10. Cinética química. 8

10mo. Laboratorio – Concentraciones y Temperatura. 8

Unidad 11 Equilibrio químico. 8

11mo. Laboratorio – Equilibrio en solución 8



Métodos de enseñanza Se dará preponderancia al empleo del aprendizaje basados en prácticas/proyectos.

Se recomienda que al inicio de cada unidad el profesor especifíque las secciones o contenidos de las referencias a utilizar e introduzca el tema.

El profesor resolverá las dudas y guiará a los grupos en reuniones de por lo menos una hora por semana.

El profesor encargará la elaboración de proyectos, por grupos de estudiantes. Los proyectos constarán de la práctica de laboratorio y entrega y exposición de los reportes de los resultados obtenidos.

El profesor supervisará el desarrollo y evaluará los proyectos presentados por parte de los grupos de estudiantes.


Elaboración y presentación de prácticas/proyectos en forma grupal.

Realización de experimentos en el laboratorio.

E) ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE Se recomienda que el alumno estudie cada tema con anticipación a la clase. Se recomienda que el profesor exponga la práctica a realizar en el laboratorio: metodología, teoría del experimento y los objetivos a cumplir. Aclarar dudas y esclarecer la importancia de cada experimento. El profesor encargará a grupos de alumnos (de 3-4 estudiantes) realizar las prácticas de laboratorio, realizar y



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presentar el informe/proyecto de tal práctica. Al final de cada unidad estos trabajos serán entregados al profesor o serán expuestos frente al grupo para su corrección y evaluación. Estrategias pedagógicas recomendadas:


Evaluación de conceptos formales en clase y durante las prácticas

Evaluación de la capacidad de síntesis e integración del conocimiento mediante la evaluación de los reportes de laboratorio


F) EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN La evaluación del desempeño del estudiante en el curso se hará en base a las calificaciones que obtenga en los reportes de los proyectos de laboratorio. Los proyectos grupales podrán ser evaluados en forma escrita o mediante la exposición de los alumnos frente al grupo. Se recomienda que se realicen al menos cuatro evaluaciones parciales.

Elaboración de: Periodicidad Abarca Ponderación

Reportes de laboratorio 1 Laboratorios 1-3 25%




TOTAL 100%

G) BIBLIOGRAFÍA Y RECURSOS INFORMÁTICOS Textos básicos Ralph A. Burns (2003). Fundamento de química (4ª Ed.), Pearson Education. Textos complementarios Brown Lemay Bursten (2004). Química la ciencia central (9ª Ed.), Pearson-Prentice Hall. Mastermon Slowinski Stanitski (1994). Química general superior, Mc.Graw-Hill.



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Sitios de internet Sitio sobre operaciones básicas en el laboratorio de química, recuperado el 11 de Junio del 2012, de

http://www.ub.edu/oblq/oblq%20castellano/index.html Programa VLabQ: Laboratorio virtual de química, recuperado el 11 de Junio del 2012, de

http://vlabq-laboratorio-virtual-quimica.programas-gratis.net/ Recomendaciones de seguridad en laboratorios (en inglés). recuperado el 11 de Junio del 2012, de

http://portal.acs.org/portal/acs/corg/content?_nfpb=true&_pageLabel=PP_SUPERARTICLE&node_id=2231&use_sec=false&sec_url_var=region1&__uuid=c6972c84-3ab4-4d1b-affa-09f0235dfd3b



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A) NOMBRE DEL CURSO: SEMINARIO DE NANOTECNOLOGÍA Y ENERGÍAS RENOVABLES B) DATOS BÁSICOS DEL CURSO




Créditos

IV 1 0 3 4



Identificar las diferentes áreas en desarrollo de Nanotecnología y Energías Renovables.

Reconocer los diversos campos de trabajo en esta disciplina.

Reconocer la necesidad de una formación básica sólida como una llave para comprender conceptos más complejos en Nanotecnología y Nanociencia.


Visualizar y entender problemas científicos y prácticos en la ingeniería de energía renovable y la nanotecnología.



Comprender el mundo actual e insertarse en él bajo una perspectiva cultural propia y al mismo tiempo tolerante y abierta a la comprensión de otras perspectivas y culturas.

Participar en grupos interdisciplinarios relacionados con Nanotecnología y las Energías Renovables.

Desarrollar habilidades para la comunicación oral, escrita en español como en inglés utilizando las tecnologías modernas de información y comunicación.


Unidades Objetivo específico 1. Conceptos generales de la carrera INER.

Reconocer la vida universitaria y profesional del campo de estudio que decida estudiar. Reconocer las principales aéreas de desarrollo de esas aéreas que se cultivan en la facultad, así como su perfil como profesional del área.

2. Labor del Ingeniero en N y ER en el ámbito productivo.

Reconocer, mediante diferentes platicas, la labor que un ingeniero en N y ER desarrolla en el ámbito profesional

3. Líneas de investigación en N y ER.

Identificar a los investigadores de la universidad y del país sobre las principales líneas de investigación que se desarrollan, para que tenga información de primera mano sobre los temas de actualidad.

4.- Posgrados en N y ER.

Identificar las principales opciones de estudios en nanociencias y energías renovables dentro del país así como fuera del mismo.



Pág. 2

5. Investigación grupal

Explicar diferentes casos de éxito en la aplicación de la Nanotecnología y las Energías Renovables y como estos casos requirieron tanto de la participación de grupos de investigadores y tecnólogos trabajando conjuntamente, como de trabajo multidisciplinario.

D) CONTENIDOS Y MÉTODOS POR UNIDADES Y TEMAS Unidad 1 Conceptos generales de la carrera INER. 5

1.1 La vida universitaria y reglamentos internos de la carrera. 1 1.2 Definición y áreas de impacto en la INER. 1 1.3 Líneas de desarrollo de N y ER. 1 1.4 Perfil de egreso del ingeniero en N y ER. 1 1.5 Impacto social de la ingeniería en N y ER. 1 Unidad 2 Labor del Ingeniero en N y ER en el ámbito productivo. 4

2.1 Sectores productivos y de servicios. 1 2.2 Sector estatal. 1 2.3 Sector educativo. 1 2.4 Transferencia de Tecnología. 1 Unidad 3. Líneas de investigación en N y ER. 2

3.1 Áreas de investigación con mayor desarrollo de la N y las ER 2

Unidad 4. Posgrados en N y ER. 3

4.1 ¿Qué es y de que sirve estudiar un posgrado? 1 4.2 Programas de posgrado afines a la ingeniería en N y ER en México. 1 4.3 Principales programas de posgrado afines a la ingeniería en N y ER a nivel internacional. 1 5. Investigación grupal 2

5.1 Presentaciones grupales de algunas áreas de desarrollo de la ingeniería en N y ER con impacto en México

2


Artículos de divulgación, lectura del texto del curso. Reportes técnicos y de investigación.

Métodos de enseñanza Presentaciones por parte del profesor y/o Profesores-Investigadores invitados. Presentación por parte de los estudiantes de los temas de la unidad. El profesor encargará la elaboración de proyectos, por grupos de estudiantes, que promuevan el desarrollo de las copentencias transversales y profesionales tales como el estudio autónomo y el trabajo en equipo. El profesor supervisará el desarrollo y evaluará los proyectos presentados y los problemas resueltos por parte de los grupos de estudiantes.





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E) Estrategias de enseñanza y aprendizaje Además de la exposición de los temas que el profesor considere claves de la materia, se recomienda que se pondere el aprendizaje centrado en el estudiante tales como el aprendizaje basado en proyectos. El profesor podrá encargar a grupos de alumnos entregar proyectos que involucren desarrollar, comprender y reflexionar temas de la materia por su propia cuenta, sin la enseñanza directa del profesor, quien sólo se mantendrá como guía y apoyo en la resolución de dudas. Al final de cada unidad estos trabajos serán entregados al profesor o serán expuestos frente al grupo para su corrección y evaluación. Se propone invitar Profesores-Investigadores para que expongan sus áreas de estudio e investigación (las cuales serán orientadas a la Nanotecnología y las Energías Renovables). Estrategias pedagógicas recomendadas:

Exposición del maestro e Investigadores invitados con apoyo de recursos visuales y audiovisuales: desarrollo de temas clave, introducción de los temas del cual se encargarán proyectos y problemas, exposición de cuadros que resuman y unifiquen el material de cada unidad.


Evaluación de conceptos formales en exámenes parciales y entrega de reportes.



Elaboración y/o presentación de: Periodicidad Abarca Ponderación Primer examen parcial (70%), Reporte/Proyecto (30%)

1 Unidades 1-2 25%

Segundo examen parcial (70%), Reporte/Proyecto (30%)

1 Unidades 3-4 25%

Tercer examen parcial (70%), Reporte/Proyecto (30%)

1 Unidades 5 25%

Proyecto final 1 1-5 25%

TOTAL 100%

G) BIBLIOGRAFÍA Y RECURSOS INFORMÁTICOS



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Textos básicos Energías renovables: propuesta de investigación y desarrollo tecnológico. Academia Mexicana de Ciencias.

http://cisnex.sytes.net/amc/energias_alternas.pdf. Textos complementarios Diagnóstico y prospectiva de la nanotecnología en méxico, CIMAV.

http://www.nanotech.cimav.edu.mx/data/files/documentos/Diagnostico%20y%20Prospectiva%20Nanotecnologia%20Mexico.pdf.

Sitios de internet National nanotechnology initiative, programa para impulsar la competencia de los Estados Unidos de América

en nanotecnología: http://www.nanotechproject.org. Ver también: http://www.nano.gov/. Estrategia nacional de energía, ratificada por el H. Congreso de la Unión Nov. 2010

http://www.sener.gob.mx/res/1646/EstrategiaNacionaldeEnergiaRatificadaporelHCongresodelaUnion.pdf

http://cisnex.sytes.net/amc/energias_alternas.pdf

http://www.nanotech.cimav.edu.mx/data/files/documentos/Diagnostico%20y%20Prospectiva%20Nanotecnologia%20Mexico.pdf

http://www.nanotech.cimav.edu.mx/data/files/documentos/Diagnostico%20y%20Prospectiva%20Nanotecnologia%20Mexico.pdf

http://www.nanotechproject.org/

http://www.nano.gov/





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A) NOMBRE DEL CURSO: BIOLOGÍA GENERAL





Créditos

III 5 0 5 10



Comprender las características generales de los seres vivos, partiendo de la célula, como unidad básica, funcional y de evolución. El alumno adquirirá un lenguaje biológico adecuado y será capaz de aplicar los conceptos básicos de biología para resolver problemas de mayor complejidad en asignaturas posteriores como Bioquímica y Genética.



1. Introducción a la Biología

Esta unidad tiene como objetivo introducir conceptos generales de biología, el origen y la evolución de la vida, el flujo de energía en la biosfera, los niveles de organización y las características de los seres vivos.

2.Composición química de la materia viva

Esta unidad tiene como objetivo conocer los elementos de la tabla periódica con importancia biológica, las propiedades de la molécula de agua y el concepto de pH. Conocer la estructura y composición de las biomoléculas: aminoácidos y proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos.

3. La célula como unidad estructural y funcional de los seres vivos

Esta unidad tiene como objetivo reconocer a la célula como la unidad estructural, funcional y de origen de todos los seres vivos. Conocer el tipo de células (procariotas y eucariotas), los principales métodos para su estudio y cultivo, así como su composición molecular y estructural.

4. Membranas celulares

Esta unidad tiene como objetivo comprender la estructura, función y composición de las membranas celulares. La estructura y función de las proteínas asociadas a membranas. Conocer los modelos moleculares de la membrana plasmática y los mecanismos de transporte de moléculas.

5. El citoesqueleto Esta unidad tiene como objetivo estudiar al citoesqueleto como una estructura dinámica que permite a la célula adoptar una forma específica, así como permitir el movimiento intracelular de organelos o bien la segregación de cromosomas durante la división celular.

6. Adhesión, reconocimiento y uniones celulares

Esta unidad tiene como objetivo conocer los elementos básicos que permiten la comunicación entre células así como la composición de la matriz extracelular.

7.Compartimentos intracelulares

Esta unidad tiene como objetivo estudiar los organelos involucrados en el transporte, almacenamiento y distribución de moléculas.

8. El ciclo celular Esta unidad tiene como objetivo conocer los eventos característicos del proceso de división celular (mitosis y meiosis), así como de la muerte celular programada.



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D) CONTENIDOS Y MÉTODOS POR UNIDADES Y TEMAS 5h/semana, 16 semanas: 80 h/semestre

Unidad 1. Introducción a la Biología 5 h

Tema 1.1 La biología como ciencia 1 h Tema 1.2 Origen y evolución de la vida en el planeta, niveles de organización de los seres vivos 1 h

Tema 1.3 Flujo de energía en la biosfera: organismos autótrofos y heterótrofos 1 h

Tema 1.4 Conceptos generales de metabolismo y anabolismo 1 h Tema 1.5 Características de los seres vivos: organización específica, metabolismo, movimiento, excitabilidad, homeostasis, crecimiento, reproducción y adaptación

1 h


Lecturas de tópicos selectos

Métodos de enseñanza

Exposición del tema por parte del profesor en el salón de clase apoyado con el equipo audiovisual, discusión de lecturas selectas relacionadas con el tema


Lecturas de tópicos selectos y discusión de las mismas

Unidad 2. Composición química de la materia viva 12 h

Tema 2.1 Los elementos de la materia viva 1 h

Tema 2.2 Estructura y propiedades del agua 1 h

Tema 2.3 La autoionización del agua y la escala de pH 1 h

Tema 2.4 Aminoácidos, estructura y clasificación 1 h Tema 2.5 Péptidos y proteínas: estructura primaria, secundaria y terciaria 1 h

Tema 2.6 Carbohidratos, clasificación, estructura y nomenclatura 2 h

Tema 2.7 Lípidos, clasificación, estructura y nomenclatura 2 h

Tema 2.8 Purinas y pirimidinas, estructura y nomenclatura 1 h Tema 2.9 Análisis de biomoléculas: cromatografía, electroforesis, cristalografía 2 h






Lecturas de tópicos selectos y discusión de las mismas. Resolución de problemas tanto por parte del alumno como del maestro.

Unidad 3. La célula como unidad estructural y funcional de los seres vivos 14 h

Tema 3.1 La teoría celular 1 h

Tema 3.2 Características generales de células procariotas y eucariotas 2 h

Tema 3.3 De organismos unicelulares a multicelulares 1 h

Tema 3.4 Microscopia como herramienta para el estudio de la célula: fundamentos ópticos 4 h Tema 3.5 Aislamiento de células y su cultivo 2 h

Tema 3.6 Métodos físicos de separación de componentes celulares: ultracentrifugación 2 h






Lecturas de tópicos selectos y discusión de las mismas. Exposición de temas selectos por parte de los alumnos en clase.



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Unidad 4. Membranas celulares 11 h

Tema 4.1 La bicapa lipídica: estructura, composición y propiedades (fluidez, asimetría) 2 h

Tema 4.2 Proteínas de membrana, estructura y función 2 h Tema 4.3 Modelos de membrana: modelos de Davson-Danielli, de Singer y Nicolson, y microdominios de membrana

3 h

Tema 4.4 Transporte de moléculas a través de la membrana: principios de difusión, potencial químico, proteínas acarreadoras y transporte activo, canales iónicos y propiedades eléctricas de las membranas

4 h






Lecturas de tópicos selectos y discusión de las mismas. Exposición de temas selectos por parte de los alumnos en clase.

Unidad 5. El Citoesqueleto 10 h

Tema 5.1 Características generales del citoesqueleto 1 h

Tema 5.2 El citoesqueleto de actina, propiedades, dinámica de polimerización y despolimerización, proteínas asociadas (miosinas), células musculares, regulación de la contracción muscular

3 h

Tema 5.3 Tubulina y microtubulos, propiedades, dinámica de polimerización y despolimerización, proteínas asociadas (dineínas), estructura de centrosomas, centriolos, movimiento de cilios y flagelos

2 h

Tema 5.4 Filamentos intermedios, propiedades, ensamblaje de láminas nucleares 2 h Tema 5.5 Regulación de la motilidad celular y la organización del citoesqueleto 2 h






Lecturas de tópicos selectos y discusión de las mismas.

Unidad 6. Adhesión, reconocimiento y uniones celulares 5 h

Tema 6.1 Comunicación entre células animales: tipos de uniones celulares 1 h

Tema 6.2 Uniones célula-célula: cinturones de adhesión, desmosomas 1 h

Tema 6.3 Composición de la matriz extracelular 1 h

Tema 6.4 Uniones célula-matriz extracelular: contactos focales, hemidesmosomas 1 h Tema 6.5 Uniones comunicantes y uniones Gap 1 h







Unidad 7. Compartimentos intracelulares 13 h

Tema 7.1 El reticulo endoplásmico: función, organización, síntesis de proteínas y modificaciones post-traduccionales

3 h

Tema 7.2 El complejo de golgi: estructura y función 2 h

Tema 7.3 Endosomas como organelos de clasificación y distribución 2 h

Tema 7.4 Lisosomas: estructura y función 2 h



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Tema 7.5 Transporte intracelular de vesículas: endocitosis y exocitosis, mecanismos 2 h

Tema 7.6 Tráfico intracelular de proteínas, su incorporación a mitocondrias, peroxisomas y núcleo 2 h Lecturas y otros recursos






Unidad 8. El ciclo celular 10 h

Tema 8.1 El núcleo celular: estructura 2 h

Tema 8.2 Mitosis 2 h

Tema 8.3 Meiosis 2 h

Tema 8.4 Muerte celular: apoptosis, necrosis y autofagia 3 h

Tema 8.5 Proliferación celular en diferenciación y desarrollo 1 h Lecturas y otros recursos






E) ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE Exposición del tema por parte del profesor con apoyo de equipo audiovisual Discusión de lecturas selectas relacionadas con el tema Revisión de tareas asignadas por tema

Evaluación de conceptos e integración del conocimiento mediante exámenes parciales


Elaboración y/o presentación de: Periodicidad Abarca Ponderación Primer examen parcial 1 Unidad 1-2 20%

Segundo examen parcial 1 Unidad 3 10%

Tercer examen parcial 1 Unidad 4 10%

Cuarto examen parcial 1 Unidad 5-6 20%

Quinto examen parcial 1 Unidad 7 10%

Sexto examen parcial 1 Unidad 8 10%


TOTAL 100%

G) BIBLIOGRAFÍA Y RECURSOS INFORMÁTICOS Textos básicos

1. “Molecular Biology of the Cell”, Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis and Martin Raff, Keith Roberts, Peter Walter. Fifth Edition, GS Garland Science, 2008.



Pág. 5

2. Molecular Cell Biology. Harvey Lodish, Arnold Berk, Chris A. Kaiser, Monty Krieger, Matthew P. Scott, Anthony Bretscher, Hidde Poegh, Paul Matsudaira. Sixth Edition, W. H. Freeman, 2007

Sitios de Internet http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/ http://www.ibioseminars.org/ http://cellimages.ascb.org/ http://www.biologyimagelibrary.com/displayTopic?sectionID=4956&subjectID=4955&topicID=4958

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/

http://www.ibioseminars.org/

http://cellimages.ascb.org/

http://www.biologyimagelibrary.com/displayTopic?sectionID=4956&subjectID=4955&topicID=4958

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F ac ul tad de Cienci asevirtual.uaslp.mx/Innovacion/Equipo/PE/CURR - CIE INER.pdf · 2014. 8. 7. · 1. Ecuaciones Paramétricas y Coordenadas Polares Poder establecer funciones