Planeamento
Aulas Teóricas
1ª aula teórica
Apresentação da disciplina.
Definições e conceitos fundamentais.
Conceito de sistema. Equilíbrio mecânico e térmico.
2ª aula teórica
Definições e conceitos fundamentais.
Pressão e Trabalho.
Temperatura e Calor. Escalas de temperatura.
Capacidades caloríficas e calores específicos.
3ª aula teórica
Primeiro Princípio da Termodinâmica.
Energia interna.
O gás ideal clássico. Equação de estado.
4ª aula teórica
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.
5ª aula teórica
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.
6ª aula teórica
Gases reais e ideais. Equação de estado de Van der Waals.
7ª aula teórica
Conceito de plasma.
Caracterização estática: blindagem de campos; comprimento de Debye.
Caracterização dinâmica: oscilações de plasma; frequência de plasma electrónica.
8ª aula teórica
Radioactividade. Tempo de vida média. Lei de decaimento.
Reacções nucleares. Fissão e Fusão.
9ª aula teórica
Expansão livre de Joule. Transformações reversíveis e irreversíveis.
Entropia. Segundo Princípio da Termodinâmica.
10ª aula teórica
Transformações reversíveis num gás ideal: isotérmicas, isobáricas, isocóricas, adiabáticas, isentrópicas.
11ª aula teórica
Máquinas cíclicas.
Máquinas térmicas e frigoríficas. Rendimentos e eficiências.
Motores de combustão interna. Ciclo de Otto. Ciclo de Diesel.
12ª aula teórica
O ciclo de Carnot.
13ª aula teórica
Introdução à Física Estatística.
Conjunto de equilíbrio Microcanónico. Noção de microestado e macroestado.
Probabilidade termodinâmica. Entropia estatística.
Exemplo de aplicação.
14ª aula teórica
Equilíbrio termodinâmico. Temperatura estatística.
15ª aula teórica
Conjunto de equilíbrio Canónico. Distribuição de Boltzmann.
Distribuição de velocidades de Maxwell.
16ª aula teórica
Distribuição de velocidades de Maxwell.
Velocidades características.
Teorema de equipartição da energia.
Modelo de atmosfera isotérmica.
Distribuição clássica de Maxwell-Boltzmann.
17ª aula teórica
Transporte de energia térmica.
Condução. Convecção. Resistências térmicas.
Lei de Fourier. Equação da condução.
18ª aula teórica
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.
19ª aula teórica
Interacção de fotões com a matéria: emissão espontânea, estimulada e absorção.
Coeficientes de Einstein. O Laser.
20ª aula teórica
Potência total radiada por um corpo.
Corpo negro. Emissividade.
21ª aula teórica
Corrente térmica de radiação entre dois corpos em presença.
Factores de forma.
Sistema Sol-Terra. Efeito de estufa.
22ª aula teórica
Introdução à Mecânica Quântica.
Quantificação. O átomo de Bohr.
Ondas de matéria e relação de De Broglie.
23ª aula teórica
Dualidade Onda-Corpúsculo.
Comportamento corpuscular das ondas. Efeito fotoeléctrico. Difusão de Compton.
Comportamento ondulatório da matéria. Difracção de elecrões.
Princípio de Incerteza de Heisenberg.
24ª aula teórica
A função de onda.
A equação de Schrödinger.
Espaços duais posição-momento. Transformada de Fourier.
O poço infinito de potencial (a partícula numa caixa).
25ª aula teórica
A equação de Schrödinger.
O oscilador harmónico.
26ª aula teórica
A equação de Schrödinger.
A barreira de potencial. O efeito de túnel.
Aulas de Problemas
1ª Aula Prática
Problemas I-1, I-2.
2ª Aula Prática
Problemas I-5, I-6.
3ª Aula Prática
Problemas II-5, II-7.
4ª Aula Prática
Problemas II-8, II-11, II-12c1),c3).
5ª Aula Prática
Problemas II-13, II-14, II-16.
6ª Aula Prática
Problemas III-8, III-11.
7ª Aula Prática
Problemas IV-4, IV-10.
8ª Aula Prática
Problemas IV-6, IV-13.
9ª Aula Prática
Problemas V-4a)-d), V-5
10ª aula prática
Problemas V-2, V-8.
11ª Aula Prática
Problemas VI-1, VI-6, VI-13.
12ª Aula Prática
Problemas VI-16, VI-20
13ª aula Prática
Problemas VI-10, VI-14
14ª Aula Prática
Problemas VII-7, VII-11, VII-9.