INTRODUÇÃO

As aulas teóricas, com duração de 1h30min, abordarão os tópicos que constam do programa da disciplina, através duma metodologia que alia a exposição dos seus fundamentos teóricos à apresentação de aplicações concretas.

1ª SEMANA (25Fev - 03Mar)

Aula 1
Apresentação da disciplina.
Definições e conceitos fundamentais.
Conceito de sistema. Equilíbrio mecânico e térmico.

Aula 2
Definições e conceitos fundamentais.
Pressão e Trabalho.
Temperatura e Calor. Escalas de temperatura.
Capacidades caloríficas e calores específicos.

2ª SEMANA (04Mar - 10Mar)

Aula 1
Primeiro Princípio da Termodinâmica.
Energia interna.
O gás ideal clássico. Equação de estado.

Aula 2
Introdução à Teoria Cinética.
Pressão cinética. Energia cinética média. Energia interna. Velocidade quadrática média.
Princípio da equipartição da energia.
Efeitos quânticos. Congelamento dos graus de liberdade.
Calores específicos. Lei de Dulong e Petit.

3ª SEMANA (11Mar - 17Mar)

Aula 1
Classificação dos estados da matéria: sólido, líquido, gasoso e plasma.
A estrutura da matéria: átomos, moléculas, electrões, núcleos.

Reacções inter-moleculares. Mudanças de estado: fusão, vaporização, condensação, solidificação, sublimação.
Reacções intra-moleculares. Excitações electrónicas, vibracionais, rotacionais; ionização e recombinação.

O diagrama do ponto triplo.
O diagrama (p,V,T) das mudanças de estado.
O diagrama de isotérmicas de Andrews.

Aula 2
Gases reais e ideais. Equação de estado de Van der Waals.

4ª SEMANA (18Mar - 24Mar)

Aula 1
Não há aula

Aula 2
Conceito de plasma.
Caracterização estática: blindagem de campos; comprimento de Debye.
Caracterização dinâmica: oscilações de plasma; frequência de plasma electrónica.

5ª SEMANA (25Mar - 31Mar)

Aula 1
Radioactividade. Tempo de vida média. Lei de decaimento.
Reacções nucleares. Fissão e Fusão.

Aula 2
Expansão livre de Joule. Transformações reversíveis e irreversíveis.
Entropia. Segundo Princípio da Termodinâmica.

FÉRIAS DA PÁSCOA (01Abr - 07Abr)

Não há aulas.

6ª SEMANA (08Abr - 14Abr)

Aula 1
Transformações reversíveis num gás ideal: isotérmicas, isobáricas, isocóricas, adiabáticas, isentrópicas.

Aula 2
Máquinas cíclicas.
Máquinas térmicas e frigoríficas. Rendimentos e eficiências.
Motores de combustão interna. Ciclo de Otto. Ciclo de Diesel.

7ª SEMANA (15Abr - 21Abr)

Aula 1
O ciclo de Carnot.

Aula 2
Introdução à Física Estatística.
Conjunto de equilíbrio Microcanónico. Noção de microestado e macroestado.
Probabilidade termodinâmica. Entropia estatística.
Exemplo de aplicação.

8ª SEMANA (22Abr - 28Abr)

Aula 1
Equilíbrio termodinâmico. Temperatura estatística.

Aula 2
Conjunto de equilíbrio Canónico. Distribuição de Boltzmann.
Distribuição de velocidades de Maxwell.

9ª SEMANA (29Abr - 05Mai)

Aula 1
Distribuição de velocidades de Maxwell.
Velocidades características.
Teorema de equipartição da energia.
Modelo da atmosfera isotérmica. 
Distribuição clássica de Maxwell-Boltzmann.

Aula 2
Transporte de energia térmica.
Condução. Convecção. Resistências térmicas.
Lei de Fourier. Equação da condução.

10ª SEMANA (06Mai - 12Mai)

Aula 1
Transporte de energia térmica.
Radiação. O problema da radiação do corpo negro.
Lei de Rayleigh-Jeans. Catástrofe do ultravioleta.

As bases da Física Quântica. Os quanta de energia: fotões.
Lei de Planck. Lei de Wien. Lei de Stefan.

Aula 2
Interacção de fotões com a matéria: emissão espontânea, estimulada e absorção.
Coeficientes de Einstein. O Laser.

11ª SEMANA (13Mai - 19Mai)

Aula 1
Potência total radiada por um corpo.
Corpo negro. Emissividade.

Aula 2
Corrente térmica de radiação entre dois corpos em presença.
Factores de forma.
Sistema Sol-Terra. Efeito de estufa.

12ª SEMANA (20Mai - 26Mai)

Aula 1
Introdução à Mecânica Quântica.
Quantificação. O átomo de Bohr.
Ondas de matéria e relação de De Broglie.

Aula 2
Dualidade Onda-Corpúsculo.
Comportamento corpuscular das ondas. Efeito fotoeléctrico. Difusão de Compton.
Comportamento ondulatório da matéria. Difracção de elecrões.
Princípio de Incerteza de Heisenberg.

13ª SEMANA (27Mai - 02Jun)

Aula 1
A função de onda.
A equação de Schrödinger.
Espaços duais posição-momento. Transformada de Fourier.
O poço infinito de potencial (a partícula numa caixa).

Aula 2
A equação de Schrödinger.
O oscilador harmónico.

14ª SEMANA (03Jun - 09Jun)

Aula 1
Feriado do Corpo de Deus

Aula 2
A equação de Schrödinger.
A barreira de potencial. O efeito de túnel.