Disciplina Curricular

Termodinâmica Física TFis

Mestrado Integrado em Engenharia Física Tecnológica - MEFT 2017

Contextos

Grupo: MEFT 2017 > 1º Ciclo

Período:

Peso

6.0 (para cálculo da média)

Objectivos

Esta disciplina apresenta os conceitos e princípios básicos da termodinâmica física. A compreensão desses conceitos é reforçada através de aplicações ao mundo real. Os alunos deverão ter a capacidade de manipular esses conceitos e saber aplica-los à resolução de problemas. Os estudantes serão motivados por exemplos de aplicação dos princípios da física noutras áreas, em particular nas aplicações modernas. O ensino teórico-prático será complementado em casa com a resolução de séries de problemas.

Programa

Parte 1. Preliminares 1. Limite termodinâmico e calor 2. Temperatura: Equilíbrio. Micro e macrostados. Definição estatística da temperatura. Ensemble canónico. Distribuição de Boltzmann Parte 2. Teoria cinética dos gases 3. Distribuição Maxwell-Boltzmann: Distribuição de velocidades. Energia cinética 4. Pressão: Distribuições moleculares. Leis do gás ideal e de Dalton 5. Efusão molecular, livre percurso médio e secção eficaz Parte 3. Transporte e difusão térmica 6. Propriedades de transporte: Viscosidade. Conductividade. Difusão 7. Equação de difusão térmica: Derivação. Equação a uma dimensão. O número de Prandtl Parte 4. A 1a lei da termodinâmica 8. Energia: Definições. Funções de estado. A 1ª lei 9. Processos isotérmicos e adiabáticos: Reversibilidade. Parte 5. A 2ª lei da termodinâmica 10. Máquinas térmicas: Máquina e teorema de Carnot e a 2ª lei. Enunciados de Clausius e Kelvin. Máquinas de Otto e Diesel. Refrigeradores. Teorema de Clausius 11. Entropia: Definição. Irreversíbilidade. Expansão de Joule. Fundamentos estatísticos e entropia de mistura. O demónio de Maxwell. Probabilidade Parte 6. Potenciais termodinâmicos e a 3ª lei 12. Potenciais termodinâmicos: Energia interna. Entalpia. Funções de Helmholtz e de Gibbs. Relações de Maxwell 13. Aplicações: cabos, bolhas, paramagnetos 14. A 3ª lei da termodinâmica: Enunciados Parte 7. Equipartição, corpo negro, gases reais e transições de fase 15. Teorema da equipartição: Teorema. Movimento Browniano 16. O potencial químico: Definição. Função de Gibbs. Reações 17. A distribuição de corpo negro: Termodinâmica da radiação. Lei de Kirchhoff. Coeficientes de Einstein 18. Gases reais: van der Waals. Expansões 19. Transições de fase: Calor latente. Clausius-Clapeyron. Regra de Gibbs. Classificação

Metodologia de avaliação

2 testes e/ou exame final.

Disciplinas Execução

2019/2020 - 1º Semestre

2018/2019 - 1ºSemestre

2017/2018 - 1ºSemestre