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 (13Fev - 17Fev)

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 (20Fev - 24Fev)

Aula 1
CARNAVAL

Aula 2
Primeiro Princípio da Termodinâmica. 
Energia interna. 
O gás ideal clássico. Equação de estado.

3ª SEMANA (27Fev - 02Mar)

Aula 1
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.

Aula 2
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.

4ª SEMANA (05Mar - 09Mar)

Aula 1 
Gases reais e ideais. Equação de estado de Van der Waals.

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

5ª SEMANA (12Mar - 16Mar)

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.

6ª SEMANA (19Mar - 23Mar)

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 (26Mar - 30Abr)

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 (02Abr - 03Abr e 11Abr - 13Abr)

Aula 1
Equilíbrio termodinâmico. Temperatura estatística.

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

FÉRIAS DA PÁSCOA (04Abr - 10Abr)

Não há aulas.

9ª SEMANA (16Abr - 20Abr)

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 (23Abr - 27Abr)

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 (30Abr - 04Mai)

Aula 1
FERIADO (01 Maio)

Aula 2
Potência total radiada por um corpo. 
Corpo negro. Emissividade.

12ª SEMANA (07Mai - 11Mai)

Aula 1 
Corrente térmica de radiação entre dois corpos em presença. 
Factores de forma.Sistema Sol-Terra. Efeito de estufa.

Aula 2
Introdução à Mecânica Quântica. 
Quantificação. O átomo de Bohr. 
Ondas de matéria e relação de De Broglie.

13ª SEMANA (14Mai - 18Mai)

Aula 1 
Dualidade Onda-Corpúsculo. 
Comportamento corpuscular das ondas. Efeito fotoeléctrico. Difusão de Compton. 
Comportamento ondulatório da matéria. Difracção de electrões. 
Princípio de Incerteza de Heisenberg.

Aula 2
A função de onda. 
A equação de Schrödinger. 
Espaços duais posição-momento. Transformada de Fourier. 
O poço infinito de potencial (a partícula numa caixa).

14ª SEMANA (21Mai - 25Mai)

Aula 1
A equação de Schrödinger.
O oscilador harmónico.

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