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Academic Year/course: 2019/20

568 - Degree in Food Science and Technology

30802 - General physics and fundamentals of physical analysis


Syllabus Information

Academic Year:
2019/20
Subject:
30802 - General physics and fundamentals of physical analysis
Faculty / School:
105 - Facultad de Veterinaria
Degree:
568 - Degree in Food Science and Technology
ECTS:
6.0
Year:
1
Semester:
First semester
Subject Type:
Basic Education
Module:
---

1. General information

2. Learning goals

3. Assessment (1st and 2nd call)

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

The methodology followed in this course is oriented towards the achievement of the learning objectives. A wide range of teaching and learning tasks are implemented, such as lectures, problem-solving sessions, laboratory sessions and supervised work.

This course is divided in 40 lectures of one hour each, 8 hours of problem-solving, 12 hours of laboratory sessions (attendance is compulsory) and 25 hours of supervised work, distributed as indicated in the next sections.

The course material is uploaded in the ADD of the University of Zaragoza. Thus, the student can review it in detail before and after the class. The material that is left available to students includes presentations of the theoretical concepts, as well as a collection of problems. In addition, students will be provided with the practical guides needed for the laboratory.

Supervised work will take place in the Department of Applied Physics, at a time previously agreed between students and teachers. In case of non-attendance the student will have to take the full final exam.

4.2. Learning tasks

This 6 ECTS course includes the following learning tasks:

  • Lectures (40 hours)
  • Problem-solving (8 hours)
  • Laboratory sessions (12 hours)
  • Supervised work (20 hours) organized as follows:
    1. Information search and interpretation of work protocols in Spanish and English.
    2. Lab report submission.
    3. Mark lab reports from his classmates.
    4. Perform a statistical analysis of the measurements obtained in the lab 6 and make an oral presentation of the results.

Competences that the student is expected to acquire:

  • To know the physical fundamentals of dynamic models applicable to texture analysis and rheology of food, and which are the basis of the 2nd year course “Análisis físico y sensorial de los alimentos”.
  • To take measurements of properties of solids and liquids, and calculate the error of measurements, as a critical foundation of the reports made in each case.
  • To know the physical fundamentals of Thermodynamics and Optics applicable to thermo-mechanical and optical states of food analysis, which are needed for the 2nd year course  “Análisis físico y sensorial de los alimentos”.
  • To understand the physical fundamentals of electricity, waves and radiations and its application in solving problems related to the alimentary industry.
  • To present and defend reports and to speak in public and to correct reporting practices.
  • To analyse many experimental data using statistical techniques, thus approaching a real situation of industrial control laboratory or research.

4.3. Syllabus

This course will address the following topics:

  • Topic 1: Introduction
    • What is Physics? Measurements and units. Vectors. Vectorial algebra. Dot product and cross product.
  • Topic 2: Mechanics
    • Kinematic. Newton's laws. Momentum. Work and energy. Conservative forces. Mechanical energy.
  • Topic 3: Elasticity
    • Stress and Strain: Hooke law. Torsion. Compressibility.
  • Topic 4: Fluids
    • Hydrostatic. Surface tension. Fluid dynamics. Bernoulli's equation. Viscosity. Poiseuille's law. Viscous drag force. Reynolds number. Stokes' law. Centrifugation.
  • Topic 5: Rheology
    • Newtonian Fluid. Non Newtonian Fluid. Plastic Materials. Viscoelastic materials.
  • Topic 6: Thermodynamics
    • Heat and temperature. Heat transfer: conduction, convection and radiation. First and second laws of Thermodynamics. Phase transitions. Heat engine; refrigerators and heat pumps.
  • Topic 7: Electricity and magnetism
    • Forces between electric charges: Coulomb's law. Field and electric potential. Electric current: Ohm's law, Joule effect. Magnetism. Magnetic induction.
  • Topic 8: Waves
    • Sound waves. Propagation of light: reflexion and refraction. Total reflexion. Lenses. Optical instruments. Microwaves. Sounds and ultrasounds.
  • Topic 9: Radiation
    • Types of radiations. Activity of a radioactive substance. Absorbed dose and biological efficacy. Food irradiation.

4.4. Course planning and calendar

Further information concerning the timetable, classroom, office hours, assessment dates and other details regarding this course will be provided on the first day of class or please refer to the Faculty website (http://veterinaria.unizar.es/horarios1cta).


Curso Académico: 2019/20

568 - Graduado en Ciencia y Tecnología de los Alimentos

30802 - Física general y fundamentos del análisis físico


Información del Plan Docente

Año académico:
2019/20
Asignatura:
30802 - Física general y fundamentos del análisis físico
Centro académico:
105 - Facultad de Veterinaria
Titulación:
568 - Graduado en Ciencia y Tecnología de los Alimentos
Créditos:
6.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Formación básica
Materia:
Física

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

El objetivo principal de la asignatura es que, a partir de un conocimiento básico de principios fundamentales de la Física, el alumno comprenda: los modelos físicos básicos utilizados en los análisis de reología y textura de los alimentos, así como otras técnicas físicas utilizadas en el análisis de los alimentos. Por otro lado, mediante casos prácticos, el alumno aprenderá a tratar datos e interpretar resultados con sentido crítico, así como a presentar sus informes de trabajo, en los que se aprecie este sentido crítico, tanto en el contenido como en el continente de los mismos.

Además, se intenta potenciar en los alumnos la participación activa en su proceso de aprendizaje, involucrándolos en el mismo y alejándolos del mero papel de observadores pasivos.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

Debido al carácter básico de esta asignatura, la superación de esta disciplina debe capacitar a los alumnos para el seguimiento del resto de asignaturas específicas de la titulación.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Aunque se trata de una materia de formación básica, es recomendable haber cursado la asignatura de Física en los cursos anteriores de ingreso a la universidad.

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para...

Gestionar la información, búsqueda de fuentes, recogida y análisis de informaciones, etc

Utilizar las TICs

Trabajar en equipo

Pensar y razonar de forma crítica

Trabajar de forma autónoma y realizar una autoevaluación

Respetar la diversidad y pluralidad de ideas, personas y situaciones

Transmitir información, oralmente y por escrito tanto en castellano como en inglés

Negociar tanto con especialistas del área como con personas no expertas en la materia

Adaptarse a nuevas situaciones y resolver problemas

 Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio

 Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio

 Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética

 Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado

 Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía

2.2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados...

Es capaz de identificar las magnitudes fundamentales de la física involucradas en los problemas que deberá resolver

Es capaz de entender los diferentes modelos físicos básicos aplicables a los estudios de textura de alimentos

Es capaz de entender los diferentes modelos físicos básicos aplicables a los estudios de reología de alimentos

Es capaz de resolver problemas relacionados con los conocimientos básicos de Mecánica, Termodinámica y Óptica necesarios para los estudios posteriores de la carrera

Es capaz de comprender las características eléctricas de los materiales aplicables a alimentos y a sus técnicas de análisis electromagnético

Es capaz de realizar informes sobre su trabajo en laboratorio, presentarlos y defenderlos tanto privada como públicamente

Es capaz de realizar búsquedas bibliográficas en la red relacionadas con las características físicas de los alimentos y entender la parte experimental de estos trabajos, tanto en español como en inglés

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

Estos resultados de aprendizaje son fundamentales porque contribuyen, junto con el resto de competencias adquiridas en las otras materias de formación básica, a la capacitación de los alumnos para afrontar en mejores condiciones el resto de materias que de carácter más específico de la titulación, les llevarán al desempeño de su perfil profesional.

Por otra parte, el fortalecimiento de las competencias genéricas o transversales de tipo instrumental, de relación interpersonal y sistémica contribuirá, junto con el resto de asignaturas, a la formación integral de futuros Graduados en Ciencia y Tecnología de los Alimentos

3. Evaluación

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

Prueba global

Se realizará la evaluación de los conocimientos teóricos y de la capacidad para la resolución de problemas mediante prueba escrita en las fechas destinadas a tal efecto por el Centro, con una duración de 3 horas. La superación de esta prueba acreditará el logro de los resultados de aprendizaje de los puntos 1, 2, 3, 4 y 5. La prueba constará de 6 cuestiones abiertas, correspondiendo las dos primeras a los 5 capítulos primeros. Será evaluada sobre 10 puntos totales, en los que se incluirá la nota correspondiente a la evaluación intermedia cuando proceda. La nota final de la evaluación de teoría supondrá el 60% de la calificación final del estudiante en la asignatura.

Para la evaluación de la parte experimental de la asignatura, se realizará una prueba práctica en el laboratorio donde el alumno deberá demostrar que ha adquirido las habilidades y destrezas necesarias para desenvolverse adecuadamente en el laboratorio. La duración de esta última prueba puede ser de hasta 3 horas. La calificación supondrá el 20% de la calificación final del estudiante en la asignatura.

Por último, para la evaluación correspondiente al trabajo tutelado, el alumno deberá realizar, bajo la supervisión del profesorado, un trabajo de búsqueda bibliográfica, interpretación de la parte de Materiales y Métodos de un artículo en inglés y presentación oral de los resultados obtenidos de 15 minutos de duración. La calificación supondrá el 20% de la calificación final del estudiante en la asignatura.

No obstante, los alumnos podrán eliminar materias de este examen, a lo largo del curso, mediante las siguientes evaluaciones de su trabajo:

  1. Se realizará una prueba voluntaria de evaluación de la teoría de los 5 primeros capítulos al finalizar la explicación de los mismos. Servirá para eliminar materia a los alumnos que la superen. El alumno deberá resolver de forma individual, en 1 hora de tiempo, dos problemas similares a los explicados en clase. La superación de esta prueba acreditará el logro de los resultados del primer punto de aprendizaje y será evaluada sobre 10 puntos. Se necesitará una nota de 6 para eliminar materia. En la evaluación final de teoría quienes hubieran eliminado materia en esta prueba sólo se examinarán de los capítulos restantes si desean mantener la nota obtenida en esta parte.
  2. Evaluación de las habilidades y destrezas adquiridas en las clases prácticas realizadas en el laboratorio mediante la observación continuada del trabajo del alumno y la corrección de los documentos generados en cada práctica. La superación de esta prueba acreditará el logro de los resultados de aprendizaje del punto 6. La calificación será el promedio de las 6 evaluaciones (una por cada práctica realizada) y supondrá el 20% de la calificación final del estudiante en la asignatura.
  3. Evaluación de los trabajos tutelados, que se irá realizando de forma continuada a lo largo del curso. La superación de esta prueba acreditará el logro de los resultados de aprendizaje del punto 7. Se evaluará por separado el trabajo tutelado de cada bloque, sobre 10 puntos, y la nota final será el promedio de las 3 notas. La calificación supondrá el 20% de la calificación final del estudiante en la asignatura.

Criterios de valoración y niveles de exigencia

A lo largo de todo el curso, se tendrá en cuenta la actitud del alumno en las sesiones presenciales, así como la capacidad de razonamiento crítico y de aplicación de los conocimientos teóricos al análisis de situaciones, resolución de problemas y toma de decisiones en contextos reales. Así mismo, se valorará la utilización de Internet como medio de comunicación y fuente de información.

Para superar la asignatura, el estudiante deberá alcanzar, al menos, el 40% de la calificación en cada una de las tres actividades de evaluación señaladas anteriormente. La nota final, suma de las 3 actividades, deberá ser de 5 puntos, o superior.

Sistema de calificaciones:

0-4,9: Suspenso (SS).

5,0-6,9: Aprobado (AP).

7,0-8,9: Notable (NT).

9,0-10: Sobresaliente (SB).

El sistema de calificaciones se expresará mediante calificación numérica de acuerdo con lo establecido en el artículo 5 del Real Decreto 1125/2003 de 5 de septiembre (BOE 18 de septiembre), por el que se establece el sistema europeo de créditos y el sistema de calificaciones en las titulaciones universitarias de carácter oficial y validez en todo el territorio nacional.

Los alumnos que hayan superado las evaluaciones de las prácticas de laboratorio y/o de los trabajos tutelados en la primera, o posteriores, convocatorias, podrán mantener la nota obtenida durante los 3 cursos académicos posteriores, salvo que deseen repetirlas para mejorar nota.

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

La asignatura está estructurada en 40 clases magistrales participativas de una hora de duración, otras 8 horas de resolución de problemas, 12 horas de prácticas en laboratorio y 20 horas de trabajos tutelados por el profesorado, repartidas según se indica en el apartado siguiente.

La documentación del curso está alojada con antelación en el Anillo Digital Docente (ADD) de la Universidad de Zaragoza. De este modo, el alumno puede revisarla con detalle antes y después de la correspondiente clase. El material que se deja a disposición de los alumnos incluye tanto las presentaciones de los conceptos más teóricos, como colecciones de problemas propuestos para cada uno de ellos. Además se proporcionarán a los alumnos los guiones correspondientes a las prácticas de laboratorio que deberán realizar a lo largo del curso.

Las prácticas se realizarán en el laboratorio del Departamento de Física Aplicada en la Facultad de Veterinaria y tienen carácter totalmente obligatorio, siendo su falta motivo para tener que presentarse a la prueba global completa.

El control de los trabajos tutelados se realizará en las instalaciones del Departamento de Física Aplicada, en horarios previamente acordados entre alumnos y profesorado. La falta de cualquiera de ellos es motivo para tener que presentarse a la prueba global completa.

Tanto para la parte teórica como para la práctica, además de las tutorías presenciales, se utiliza el sistema de mensajería y de noticias del ADD que ofrece la universidad para mantener un contacto permanente con los alumnos.

4.2. Actividades de aprendizaje

El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades

Competencias:

Además de las descritas previamente, el alumno debe adquirir las siguientes competencias:

  • Conocer las bases físicas de la Dinámica aplicables a los modelos de análisis de textura y reología de los alimentos, y que son la base de la asignatura “Análisis físico y sensorial de los alimentos” de 2º curso.
  • Realizar medidas de propiedades de sólidos y líquidos, y calcular el error de las medidas, como fundamento crítico de los informes realizados en cada caso.
  • Conocer las bases físicas de la Termodinámica y la Óptica aplicables a los análisis termo-mecánicos y ópticos de los estados de los alimentos, y que son de utilidad en la asignatura “Análisis físico y sensorial de los alimentos” de 2º curso.
  • Comprender los fundamentos de electricidad, ondas y radiaciones y su aplicación para la resolución de problemas relacionados con la industria alimentaria.
  • Ser capaz de realizar informes sobre su trabajo en el laboratorio y a presentarlos y defenderlos en público.
  • El análisis de una gran cantidad de datos experimentales procedentes del análisis de fruta mediante técnicas estadísticas, aproximándose a una situación real de laboratorio de control industrial o de investigación.

Actividades enseñanza-aprendizaje: 6 ECTS en total.

-Clases presenciales: 40 h de clases magistrales más 8 h de resolución de problemas

-Prácticas de laboratorio: 6 prácticas de 2 h en el laboratorio para aprender:

  1. A realizar medidas de volúmenes y densidades
  2. La ley de Hooke y la torsión de una varilla.
  3. La tensión superficial de un líquido y la viscosidad de un fluido,
  4. A realizar medidas con el calorímetro.
  5. A comprobar propiedades ópticas básicas.
  6. A medir las propiedades de las frutas indicadoras de su madurez.

 -Trabajo práctico: 20 h de trabajo por parejas que consistirá en:

a) Búsqueda de información, interpretación de protocolos de trabajo en español y en inglés.

b) Defensa ante el profesor de los informes de las prácticas realizadas.

c) Corregir sus informes de prácticas y los de sus compañeros para valorar su trabajo de prácticas.

d) Reunir los datos obtenidos por varios grupos en la práctica 6 y proceder a su análisis, exponiendo los resultados públicamente.

4.3. Programa

TEMA 1: Introducción

  • ¿Qué es la Física?
  • Medidas y unidades.
  • Vectores.
  • Algebra de vectores.
  • Producto escalar y producto vectorial.

TEMA 2: Mecánica

  • Cinemática.
  • Leyes de Newton.
  • Momento y par de fuerzas.
  • Trabajo y energía. Fuerzas conservativas.
  • Energía mecánica.

TEMA 3: Elasticidad

  • Tensión y deformación: ley de Hooke.
  • Cizalladura y torsión.
  • Compresibilidad.

TEMA 4: Fluidos

  • Estática de fluidos. Tensión superficial.
  • Dinámica de fluidos. Teorema de Bernoulli.
  • Viscosidad.  Ley de Poiseuille.
  • Fuerzas viscosas de arrastre. Número de Reynolds.
  • Ley de Stokes. Centrifugación.

TEMA 5: Reología

  • Fluidos newtonianos y no newtonianos.
  • Materiales Plásticos.
  • Materiales Viscoelásticos.

TEMA 6: Termodinámica

  • Calor y temperatura.
  • Transmisión de calor: conducción, convección y radiación.
  • Primer y segundo principio de la Termodinámica.
  • Cambios de estado.
  • Maquinas térmicas y refrigeración.

TEMA 7: Electricidad y magnetismo

  • Fuerza entre cargas eléctricas: ley de Coulomb.
  • Campo y potencial eléctrico.
  • Corriente eléctrica: ley de Ohm, efecto Joule.
  • Magnetismo. Inducción magnética.

TEMA 8: Ondas

  • Ondas sonoras.
  • Propagación de la luz: reflexión y refracción. Reflexión total.
  • Lentes. Instrumentos ópticos.
  • Microondas.
  • Sonidos y ultrasonidos.

TEMA 9: Radiación

  • Tipos de radiación.
  • Actividad de una sustancia radiactiva.
  • Dosis absorbida y eficacia biológica.
  • Efectos de la radiación sobre los alimentos.

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

Calendario de sesiones presenciales y presentación de trabajos

Las fechas e hitos clave de la asignatura están descritos con detalle, junto con los del resto de asignaturas del primer curso en el Grado de CTA, en la página Web de la Facultad de Veterinaria (enlace: http://veterinaria.unizar.es/gradocta/). Dicho enlace se actualizará al comienzo de cada curso académico.