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Academic Year/course: 2022/23

568 - Degree in Food Science and Technology

30802 - General physics and fundamentals of physical analysis


Syllabus Information

Academic Year:
2022/23
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 36 lectures of one hour each, 10 hours of problem-solving and 14 hours of laboratory sessions (attendance is compulsory), distributed as indicated in the next sections.

Classroom materials will be available via Moodle. Thus, the student can review it in detail before and after the class. The material that is left available to students includes the lecture notes used in class, as well as a collection of problems. In addition, students will be provided with the practical guides needed for the laboratory.

Further information regarding the course will be provided on the first day of class.

Students must follow the regulations described in:

  • Prevention: A guide for students at the University of Zaragoza:

https://uprl.unizar.es/sites/uprl.unizar.es/files/archivos/Procedimientos/guia_preventiva_para_estudiantes.pdf

  • Manual de seguridad en los laboratorios de la Universidad de Zaragoza y normas marcadas por la Unidad de Prevención de Riesgos Laborales:

https://uprl.unizar.es/sites/uprl.unizar.es/files/archivos/Procedimientos/manual_de_seguridad_en_los_laboratorios_de_la_ https://uprl.unizar.es/inicio/manual-de-procedimientos

In addition, students will follow as well any instructions related to biosecurity given by the professor.

 

4.2. Learning tasks

This 6 ECTS course includes the following learning tasks:

  • Lectures (36 hours)
  • Problem-solving (10 hours)
  • Laboratory sessions (14 hours) 7 two-hour sessions in the Physics Laboratory. Students are provided in advance with task guidelines for each session.

 

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 and waves 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: Mechanics

Kinematics and dynamics. Momentum. Work and energy. Conservative forces. Mechanical energy.

  • Topic 2: Size, shape, density, volume

Size and shape. Roundness and sphericity. Mass and weight. Volume. Density. Porosity.

  • Topic 3: Elasticity

Stress and Strain: Hooke law. Torsion. Compressibility.

  • Topic 4: Ideal fluids

Hydrostatic. Surface tension. Fluid dynamics. Bernoulli's equation. Viscosity. Poiseuille's law. Viscous drag force. Reynolds number. Stokes' law. Newtonian and non-Newtonian fluids. Stokes' law. Centrifugation. Rheology.

  • Topic 5: Surface properties

Surface tension, Capillarity. Colloidal systems

  • 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. Capacitors. Magnetism. Magnetic induction.

  • Topic 8: Waves

Sound waves. Ultrasounds. Propagation of light: reflexion and refraction. Total reflexion. Lenses. Optical instruments. Microwaves applied to the processing of food.

 

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: 2022/23

568 - Graduado en Ciencia y Tecnología de los Alimentos

30802 - Física general y fundamentos del análisis físico


Información del Plan Docente

Año académico:
2022/23
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.

Estos planteamientos y objetivos están alineados con los siguientes Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030 de Naciones Unidas (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/), de tal manera que la adquisición de los resultados de aprendizaje de la asignatura proporciona capacitación y competencia para contribuir en cierta medida a su logro:

-Objetivo 4: Educación de calidad.

-Objetivo 7: Energía asequible y no contaminante.

-Objetivo 9: Industria, innovación e infraestructura.

-Objetivo 12: Producción y consumo responsables.

-Objetivo 13: Acción por el clima.

 

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

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, 5 y 7. La prueba constará de 6 cuestiones abiertas. Será evaluada sobre 10 puntos totales. La nota final de la evaluación de teoría supondrá el 70% 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 superación de esta prueba acreditará el logro de los resultados de aprendizaje del punto 6. La calificación supondrá el 30% 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 la evaluación de las habilidades y destrezas adquiridas en las clases prácticas realizadas en el laboratorio, que se realizará mediante la observación continuada del trabajo del alumno y la corrección de los documentos generados en cada práctica. La calificación será el promedio de las 7 pruebas (una por cada práctica realizada) y supondrá el 30% 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 dos actividades de evaluación señaladas anteriormente. La nota final, suma de las dos 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 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 36 clases magistrales participativas de una hora de duración, otras 10 horas de resolución de problemas y 14 horas de prácticas en laboratorio, 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.

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.

Durante el desarrollo de las clases los estudiantes tendrán que tener en cuenta todos los procedimientos y las normas que se recogen en los siguientes documentos:

  • "Guía Preventiva para el Estudiante de la Universidad de Zaragoza", que se encuentra disponible en la siguiente dirección:

https://uprl.unizar.es/sites/uprl.unizar.es/files/archivos/Procedimientos/guia_preventiva_para_estudiantes.pdf 

  • Manual de seguridad en los laboratorios de la Universidad de Zaragoza y normas marcadas por la Unidad de Prevención de Riesgos Laborales:

    https://uprl.unizar.es/sites/uprl.unizar.es/files/archivos/Procedimientos/manual_de_seguridad_en_los_laboratorios_de_la_ https://uprl.unizar.es/inicio/manual-de-procedimientos

Además, se seguirán las indicaciones dadas en materia de seguridad por el profesor responsable de las clases. 

 

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 previamenteel 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 y ondas 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 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.

El programa comprende las siguientes actividades:

  • Clases presenciales: 36 h de clases magistrales
  • Seminarios: 10 h de resolución de problemas
  • Prácticas de laboratorio: 7 prácticas de 2 h en el laboratorio:

En los dos últimos seminarios se propondrán problemas con datos reales de la industria alimentaria. Para resolverlos los alumnos deberán realizar búsquedas bibliográficas en inglés.

Las prácticas de laboratorio serán las siguientes:

  1. Medidas de volúmenes y densidades
  2. La ley de Hooke y la torsión de una varilla.
  3. Medida de la tensión superficial de un líquido y la viscosidad de un fluido.
  4. Cálculo del calor latente del agua con un calorímetro.
  5. Medidas de propiedades ópticas básicas.
  6. Obtención del grado de madurez de una fruta
  7. Medida de la ley de Ohm.

 

4.3. Programa

TEMA 1: Mecánica

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

TEMA 2: Tamaño, forma, densidad, volumen

  • Tamaño y forma.
  • Redondez y esfericidad.
  • Masa y peso.
  • Volumen.
  • Densidad.
  • Porosidad.

TEMA 3: Elasticidad

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

TEMA 4: Fluidos

  • Estática de fluidos.
  • Dinámica de fluidos. Teorema de Bernoulli.
  • Viscosidad. Ley de Poiseuille.
  • Fuerzas viscosas de arrastre. Número de Reynolds.
  • Fluidos newtonianos y no newtonianos.
  • Ley de Stokes. Centrifugación.
  • Reología.

TEMA 5: Propiedades superficiales

  • Tensión superficial
  • Capilaridad
  • Sistemas coloidales

TEMA 6: Termodinámica

  • Calor y temperatura.
  • Cambios de estado.
  • Transmisión de calor: conducción, convección y radiación.
  • Primer y segundo principio de la Termodinámica.
  • 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.
  • Condensadores
  • Magnetismo. Inducción magnética.

TEMA 8: Ondas

  • Ondas sonoras.
  • Ultrasonidos.
  • Propagación de la luz: reflexión y refracción. Reflexión total.
  • Lentes. Instrumentos ópticos.
  • Microondas aplicadas al procesado de 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.