1ª aula teórica

Aula 1

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

2ª aula teórica

Aula 2

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

3ª aula teórica

Aula 3

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

4ª aula teórica

Aula 4

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

Aula 5

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

Aula 6

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

7ª aula teórica

Aula 7

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

8ª aula teórica

Aula 8

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

9ª aula teórica

Aula 9

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

10ª aula teórica

Aula 10

O ciclo de Carnot.

11ª aula teórica

Aula 11

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

12ª aula teórica

Aula 12

Equilíbrio termodinâmico. Temperatura estatística.

13ª aula teórica

Aula 13

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

14ª aula teórica

Aula 14

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

15ª aula teórica

Aula 15

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

16ª aula teórica

Aula 16

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.

17ª aula teórica

Aula 17

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

18ª aula teórica

Aula 18

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

19ª aula teórica

Aula 19

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

20ª aula teórica

Aula 20

Efeito fotoeléctrico.

21ª aula teórica

Aula 21

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

22ª aula teórica

Aula 22

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

23ª aula teórica

Aula 23

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

24ª aula teórica

Aula 24

A equação de Schrödinger.
O oscilador harmónico.
A barreira de potencial. O efeito de túnel.

1ª Aula Prática

Aula 1

Problemas I-1, I-2.

2ª Aula Prática

Aula 2

Problemas I-5, I-6.

3ª Aula Prática

Aula 3

Problemas II-1, II-5.

4ª Aula Prática

Aula 4

Problemas II-7, II-8, II-9.

5ª Aula Prática

Aula 5

Problemas II-11, III-8

6ª Aula Prática

Aula 6

Problemas III-11, IV-4, IV-13.

7ª Aula Prática

Aula 7

Problemas IV-10.

8ª Aula Prática

Aula 8

Problemas V-4a)-d), V-5

9ª aula prática

Aula 9

Problemas V-2, V-8.

10ª Aula Prática

Aula 10

Problemas VI-1, VI-6.

11ª Aula Prática

Aula 11

Problemas VI-13, VI-16a), VI-20

12ª aula Prática

Aula 12

Problemas VI-10, VI-14

13ª Aula Prática

Aula 13

Problemas VII-4, VII-7.