G1031228 - Termodinámica e Teoría Cinética (Fundamentos de Física) - Curso 2013/2014

Información

• Créditos ECTS
• Créditos ECTS: 6.00
• Total: 6.0
• Horas ECTS
• Clase Expositiva: 24.00
• Clase Interactiva Seminario: 24.00
• Horas de Titorías: 3.00
• Total: 51.0

Outros Datos

• Tipo: Materia Ordinaria Grao RD 1393/2007
• Departamentos: Física Aplicada
• Áreas: Física Aplicada
• Centro: Facultade de Física
• Convocatoria: 2º Semestre de Titulacións de Grao/Máster
• Docencia e Matrícula: null

Profesores

Nome	Coordinador
Fernández Pérez, Josefa.	NON
PINTOS BARRAL, Ma MERCEDES.	SI

Horarios

Nome	Tipo Grupo	Tipo Docencia	Horario Clase	Horario exames
Grupo /CLE_01	Ordinario	Clase Expositiva	SI	SI
Grupo /CLE_02	Horarios	Clase Expositiva	SI	NON
Grupo /CLIS_01	Ordinario	Clase Interactiva Seminario	SI	NON
Grupo /CLIS_02	Ordinario	Clase Interactiva Seminario	SI	NON
Grupo /TI-ECTS01	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON
Grupo /TI-ECTS02	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON
Grupo /TI-ECTS03	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON
Grupo /TI-ECTS04	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON
Grupo /TI-ECTS05	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON

Programa

Existen programas da materia para os seguintes idiomas:

Castelán

Galego

Obxectivos da materia
Os contidos fixados para esta materia pemitennos agrupar os obxectivos a acadar no seu desenvolvemento en tres bloques diferenciados entre si, aínda que nitidamente interrelacionados.

Unha vez establecidos e discutidos os fundamentos e o formalismo xeral desta rama da Física na materia Fundamentos de Termodinámica, o primeiro obxectivo que se expón é mostrar como aplicar devandito formalismo ao estudo de diversos sistemas, non só polo interese particular que poidan presentar cada un deles, mais tamén coma ilustración tanto da capacidade de aplicación do método desenvolvido a numerosos problemas prácticos, e mesmo da relación que ten esta parte da ciencia con experiencias coñecidas e a súa incidencia sobre outras ramas da física en particular e da ciencia en xeral.

Outro dos obxectivos é mostrar coma se pode aplicar o formalismo termodinámico a sistemas que se atopen en estados fora do equilibrio, aínda que non moi afastados deste. A teoría desenvolvida para a descripción destes procesos coñécese xeralmente coma Termodinámica dos procesos irreversibles.

Para rematar, e aínda que o carácter fenomenolóxico da termodinámica permite establecer numerosas propiedades dos sistemas físicos sen facer uso de conceptos relativos á estrutura microscópica dos corpos, para un estudo máis completo e profundo de determinados procesos faise necesario recorrer a unha descrición microscópica (molecular ou estatística) dos sistemas. A descrición molecular pretende acadar unha interpretación das propiedades termodinámicas macroscópicas observables a partires da análise do movemento desordenado das moléculas, aínda que está suxeita a simplificacións inevitables coma calquera modelo de estrutura da materia. A este método coñéceselle como Teoría cinética dos gases. Mostrar os fundamentos desta teoría e aplicala ao gas ideal, constitúe o terceiro dos obxectivos desta materia.

Contidos
Segundo os descriptores, ver páx. 38 da Memoria para a solicitude de verificación do Grao en Física
http://www.usc.es/export/sites/default/gl/servizos/sxopra/descargas/Memoria_Grao_Fisica_ANECA.pdf)
1. GASES IDEAIS
Ecuación térmica de estado do gas ideal
Ecuación calórica de estado do gas ideal
Transformacións adiabáticas dun gas ideal
Tranformaciones politrópicas dun gas ideal
Mextura de gases ideais

2. GASES REAIS
Comportamento dos gases reais. Coordenadas críticas.
Estrangulación adiabática. Coeficiente Joule-Kelvin
Ecuacións térmicas de estado: van der Waals e virial
Ley dos estados correspondentes. Diagramas de compresibilidade xeneralizados
Mextura de gases reais

3. TRANSICIÓNS DE FASE
Condicións de equilibrio para sistemas heteroxéneos multicompoñentes. Regla das fases de Gibbs
Clasificación das transicións de fase
Transicións de fase de primeiro orde: ecuación de Clausius-Clapeyron
Aplicación da ecuación de Clausius-Clapeyron a sistemas monocompoñente

4. SISTEMAS REACTIVOS
Reaccións químicas. Grao de avance
Calor de reacción
Condicións de equilibrio en sistemas reactivos. Regra das fases
Constante de equilibrio
Principio de Le Châtelier

5. SISTEMAS ELÉCTRICOS E MAGNÉTICOS
Consideracións xenerales acerca dos sistemas eléctricos e magnéticos
Ecuación fundamental e potenciais termodinámicos
Coeficientes calóricos e térmicos
Efectos electrocalórico e magnetocalórico

6. TERMODINÁMICA DOS PROCESOS IRREVERSIBLES
Procesos irreversibles
Forzas e fluxos. Postulados da TPI lineal
Ecuacións de balance e de continuidade
Efectos termoeléctricos. Ecuacións fenomenolóxicas

7. TEORÍA CINÉTICA DOS GASES PERFECTOS
Modelo de gas perfecto
Ecuación de estado do gas perfecto
Consecuencias da ecuación cinética do gas perfecto

8. FUNCIÓNS DE DISTRIBUCIÓN
Función de distribución de velocidades
Función de distribución de enerxías
Principio de equipartición da enerxía
Verificación experimental da ley de distribución

9. FENÓMENOS DE TRANSPORTE
Frecuencia de colisión
Percorrido libre medio
Transporte de cantidade de movemento. Viscosidade
Transporte de enerxía. Conductividade térmica
Transporte de masa. Difusión


Bibliografía básica e complementaria
Bibliografía básica
CALLEN, HERBERT B. Termodinámica : introducción a las teorías físicas de la termostática del equilibrio y de la termodinámica irreversible . Madrid: AC, 1981

BIEL GAYE, JESÚS Curso sobre el formalismo y los métodos de la termodinámica. Vol I y II Barcelona: Reverté, 1997-1998

AGUILAR PERIS, JOSÉ Curso de termodinámica Madrid: Alhambra Universidad, 2001

Bibliografía complementaria
PELLICER GARCÍA, JULIO. 100 problemas de termodinámica. Madrid: Alianza. 1996

GARCÍA-COLIN SCHERER, LEOPOLDO. Problemario de termodinámica clásica México : Trillas, 2003.

ANNEQUIN, R. Ejercicios de ciencias físicas. Termodinámica Barcelona: Reverté, 1979

Recursos na rede
http://tigger.uic.edu/~mansoori/Thermodynamics.Educational.Sites_html
http://termograf.unizar.es/www/index.htm


Competencias
Competencias específicas
- Capacidade de aplicar con propiedade os argumentos e métodos da termodinámica ao estudo dalgúns sistemas de interese práctico, sendo conscientes dos principios nos que se fundamentan, e mesmo dos límites da súa aplicabilidade.
- Capacidade de aplicar o formalismo termodinámico a sistemas fora do equilibrio.
- Capacidade para construir modelos que idealicen a realidade física, acordes a este nivel.
Capacidade de análise e de resolución de problemas básicos, aplicando con rigor e creatividade os coñecementos adquiridos.
- Capacidade de razoamento crítico e de asociación que posibiliten a aprendizaxe continua.

Competencias xerais
- Capacidade de organización e de planificación.
- Capacidade de análise e de síntese.
- Manexo de recursos bibliográficos e informáticos.
- Manexo de material científico.
- Capacidade para o traballo en equipo.
- Habilidade no tratamento de datos.

Metodoloxía da ensinanza
a) Clase de lousaa en grupo grande.
Expoñeranse de forma dedutiva os contidos teóricos de cada tema complementando o desenvolvemento na lousa co apoio de medios informáticos/audiovisuais e de material dispoñible na aula virtual, como instrumentos de aclaración e de complementariedade.

b) Clases de lousa en grupo reducido.
Clases fundamentalmente prácticas na que se resolverán os problemas e exercicios propostos nos boletíns, postos a disposición do alumnado con antelación dabondo a través da aula virtual. O obxectivo é que o alumnado aplique os coñecementos teóricos adquiridos á resolución de problemas, o que lle vai axudar a asimilar os contidos desta materia. É fundamental eiquí a participación do alumnado, xa que esta participación formará parte da súa avaliación continua.

c) Tutorías en grupos moi reducidos ou individualizadas.
Están orientadas á resolución de dúbidas e dificultades concretas de carácter teórico, conceptual e/ou práctico, prestando unha atención individualizada á alumna ou ao alumno que o necesite.

Sistema de evaluación
Avaliación continua (25%)
Obxectivo: avaliar o proceso de aprendizaxe da/o alumna/o.
Esta avaliación basearase no control de asistencia a clase, participación activa nestas, así como pola realización de diversas actividades programadas e postas en coñecemento do alumnado ao inicio do período de docencia: pequenos exames, entrega de problemas propostos para a súa resolución...

Avaliación individualizada (75%)
Obxectivo: avaliar os coñecementos individuais da/o alumna/o.
Para iso realizarase un exame final (na data programada polo centro), que consistirá nunha parte relativa aos seis primeiros temas e outra parte relativa aos tres últimos temas. Cadansúa destas partes será avaliada de forma independente, con cualificacións entre 0 e 10. A cualificación do exame final obterase como media ponderada de ámbalas dúas partes (2/3 a primeira parte e 1/3 a segunda parte), sempre que se obtivese un mínimo de 3,5 puntos en cada unha delas.

Avaliación global
A cualificación final do alumno non será en ningún caso inferior á do exame final nin á obtida ponderándoa coa avaliación continua. A cualificación mínima para superar a materia será de 5 puntos.

A cualificación será de Non presentada/o só no caso de que a/o alumna/ou non realice ningunha das actividades propostas na avaliación continua, nin se presente a ningunha das dúas partes do exame final da materia.

Para a convocatoria de xullo, manteranse as cualificacións obtidas na avaliación continuada (de tela realizado) así como as partes da proba final na que obtivese unha cualificación mínima de 7.


Tempo de estudo e traballo persoal
TRABALLO PRESENCIAL EN EL AULA Horas
Clases de lousa en grupo grande 24
Clases de lousa en grupo reducido 24
Titorías en grupos moi reducidos ou individualizadas 3
Total horas traballo presencial na aula 48 >> 8h presenciais/ECTS

TRABALLO PERSONAL DA/DO ALUMNA/O Horas
Estudio autónomo individual ou en grupo 72
Asistencia a titorías 3
Escritura de exercicios ou outros traballos 15
Total horas traballo persoal da/do alumna/o 90

Observacións
Ínstase ao alumnado a que curse previamente as materias de Fundamentos de Termodinámica e Métodos Matemáticos I-IV.