La I1 de Termodinámica (FIS1523) premia al que ordena bien un balance de energía en un sistema cerrado. La I2 premia otra cosa completamente distinta: al que identifica el estado de la sustancia antes de escribir una sola ecuación. Ese cambio de eje es la razón por la que cada semestre hay gente que venía con 5,8 en la I1 y se pega el costalazo en la segunda.

Esta guía es para estudiantes de Ingeniería UC que ya rindieron la I1 y quieren entender qué se evalúa distinto ahora. Si todavía te cuesta plantear la primera ley en un sistema cerrado o no tienes claro qué es entropía, esta guía te va a quedar grande: parte por la guía de la I1 de FIS1523 y vuelve cuando eso esté firme.

Por qué la I2 se siente como si fuera otro ramo

En la I1 casi todo el contenido se puede atacar asumiendo gas ideal. Pv = RT, calor específico más o menos constante, y con eso sobrevives. En la I2 esa muleta se cae. Aparecen las tablas de sustancias puras, aparece el factor de compresibilidad y aparece el volumen de control, que rompe el supuesto cómodo de que la masa dentro del sistema no cambia.

El resultado práctico es que los problemas de la I2 tienen menos álgebra pero más decisiones. Y cada decisión mal tomada al principio arrastra todo el desarrollo. Si asumiste gas ideal cuando el vapor estaba en la campana de saturación, no importa lo prolijo que sea el resto del desarrollo: la respuesta quedó mala desde la línea dos, y el ayudante lo ve al toque.

Por eso la tesis de esta guía es simple: en la I2 estudiar más ejercicios no sirve tanto como estudiar mejor el paso cero, que es determinar el estado y elegir el sistema.

Qué entra en la I2 y en qué orden conviene estudiarlo

El temario de la I2 se arma en cuatro bloques que se apilan uno sobre otro. No los estudies en desorden, porque el cuarto no se entiende sin el primero.

Un dato nuestro, por si te sirve para calibrar cuánto tiempo asignarle a cada cosa: en el curso de I2 que armamos en ARomperla, la clase más larga no es la de tablas sino la de volumen de control en régimen estacionario, con 61 minutos, seguida por compresibilidad (53 min), transitorio (56 min) y sustancias puras (47 min). Eso refleja bastante bien el peso relativo en la prueba: el bloque de estacionario es el que más puntos entrega y el que más variantes tiene.

Sustancias puras: leer la tabla es la mitad del puntaje

Este bloque parece mecánico y por eso la gente lo estudia poco. Error. La secuencia correcta es siempre la misma y conviene que la tengas automatizada:

1. Con la presión (o la temperatura) dada, anda a la tabla de saturación y anota v_f y v_g.
2. Compara el valor que te dieron contra esos dos límites. Eso te dice si estás en líquido comprimido, mezcla o vapor sobrecalentado.
3. Recién ahí eliges la tabla correcta y, si estás en mezcla, calculas la calidad.

El error clásico es saltarse el paso 2 porque el enunciado “suena” a vapor. Si te dan una presión y una temperatura y ambas están dentro de la campana, todavía no sabes en qué punto estás: necesitas una tercera propiedad. Cuando te den solo P y T y estén en saturación, el problema está mal planteado o te falta leer una línea.

Factor de compresibilidad: cuándo el gas ideal te miente

Z existe para responder una sola pregunta: ¿puedo usar Pv = RT acá o no? La regla operativa que te conviene memorizar es que el gas ideal funciona razonablemente cuando la presión reducida es baja o la temperatura reducida es alta. Fuera de eso, corrige.

Los dos errores que más se ven en corrección son igual de tontos y ambos evitables. El primero: calcular Pr y Tr con unidades relativas en vez de absolutas. Kelvin y presión absoluta, siempre. El segundo: leer la carta de compresibilidad apurado y confundir la curva de Tr. Marca con lápiz la curva que estás usando antes de leer el valor de Z.

Volumen de control estacionario: el bloque que más puntos entrega

Acá está la mayor parte de la prueba, así que si vas contra el tiempo estudia esto primero. La estructura de todo problema de régimen estacionario es la misma, cambia el dispositivo:

• Turbina y compresor: se desprecian energía cinética y potencial, no hay calor salvo que te lo digan. Queda potencia contra diferencia de entalpía.
• Tobera y difusor: acá la energía cinética no se desprecia, es justamente el punto del ejercicio.
• Intercambiador de calor: dos corrientes, un balance de masa por corriente y un balance de energía global. El calor cruza entre corrientes, no sale del volumen de control.
• Válvula de estrangulamiento: entalpía constante. Eso es todo. Si escribiste tres líneas, te sobraron dos.

El consejo que más cambia notas: escribe el balance completo y tacha los términos que descartas, con una razón al lado. No los omitas. En la pauta hay puntaje por justificar los supuestos, y tacharlos explícitamente demuestra que sabías que estaban ahí.

Régimen transitorio: el que separa el 4,5 del 6,0

El transitorio aparece en una pregunta, suele ser la última y es la que más gente entrega en blanco. El caso típico es llenar un estanque vacío desde una línea de vapor, o vaciarlo hacia el ambiente.

Lo único que tienes que tener claro conceptualmente es esto: la energía que entra al estanque viene con la entalpía de la línea, no con la del estanque. Por eso un estanque que se llena desde una línea termina más caliente de lo que la intuición sugiere. El trabajo de flujo que empuja la masa hacia adentro se convierte en energía interna.

Si logras plantear el balance con masa inicial, masa final y entalpía de entrada bien puestas, el resto es tabla. La mayoría del puntaje de esa pregunta está en el planteamiento, no en el número final.

Plan de diez días y errores que cuestan puntos

Si te quedan más o menos dos semanas, reparte así: tres días para sustancias puras y compresibilidad juntos (son el mismo músculo, determinar el estado), cuatro días para régimen estacionario resolviendo un dispositivo distinto por día, dos días para transitorio y el último día solo pruebas viejas cronometradas.

Y una lista corta de errores que se repiten cada semestre: usar unidades mezcladas de kJ y J en el mismo balance; olvidar dividir por el flujo másico al pasar de potencia a trabajo específico; asumir proceso adiabático cuando el enunciado nunca lo dijo; y dejar la respuesta sin unidades. Ese último es puro regalo de puntos.

Preguntas frecuentes

¿La I2 de FIS1523 incluye la materia de la I1?
Formalmente el foco es la materia nueva, pero la primera ley y el concepto de entropía se siguen usando como herramienta. No es que te vayan a preguntar un ciclo de la I1, pero si no manejas el balance de energía no vas a poder plantear el volumen de control.

¿Puedo llevar las tablas a la prueba?
En general las tablas de sustancias puras se entregan o se permiten. Confirma con tu profesor en la semana previa, porque cambia entre secciones y entre semestres. Lo que no cambia es que tener las tablas no sirve de nada si no sabes cuál abrir.

¿Cuánto pesa el régimen transitorio?
Suele ser una de cuatro preguntas, así que alrededor de un cuarto de la prueba. Es poco para el tiempo que toma dominarlo, pero es justamente la diferencia entre aprobar raspando y una buena nota.

¿Qué hago si me fue mal en la I1?
La I2 es materia nueva, así que es una oportunidad real de remontar. Concéntrate en el bloque de régimen estacionario, que es el de mayor puntaje, y no gastes tiempo repasando la I1 completa.

Da la I2 con las clases del curso

Si prefieres ver los cuatro bloques explicados en video, con ejercicios de repaso resueltos, el curso de I2 de Termodinámica FIS1523 cubre exactamente el temario de esta guía: propiedades de sustancias puras, factor de compresibilidad, y volumen de control estacionario y transitorio.

Ver el curso de I2 de Termodinámica FIS1523 →

Y si estás armando el semestre completo, en el hub de ramos UC están todas las guías por sigla, ordenadas por interrogación.