Utilitzaci didiomes

NoAlgun grup ntegre en espanyol:

SAlgun grup ntegre en catal:

NoAlgun grup ntegre en angls:

catal (cat)Llengua vehicular majoritria:

Professor de contacte

Vicenc.Mendez@uab.catCorreu electrnic:

Vicen Mendez LopezNom:

2013/2014Termodinmica i mecnica estadsticaCodi: 100157Crdits: 9

Titulaci Tipus Curs Semestre

2500097 Fsica OB 3 1

Prerequisits

Es recomanable que hagi superat els dos primers cursos.

Objectius1. Saber distingir un sistema termodinmic del que no ho s

2. Identificar el sistema y el medi

3. Diferenciar entre variables d'estat o de procs

4. Saber interpretar els diferents tipus de processos termodinmics

5. Entendre el concepte de lmit termodinmic

6. Dedur la funci de partici d'un sistema i a partir d'ella les equacions d'estat

7. Aplicar el teorema d'equipartici de l'energa

8. Diferenciar entre processos reversibles i irreversibles

9. Canviar de representaci en la equaci fonamental d'un sistema

10. Entendre el concepte microscpic de pressi d'un gas

11. Interpretar els criteris d'estabilitat termodinmica i relaciona-los amb l'aparici de transicions de fase

12. Analitzar les transicions de fase de primer ordre

13. Distingir entre gas real i ideal. Relacionar el potencial d'interacci intermolecular amb el desenvolupamentdel virial

14. Comprendre els processos de liqefacci de gasos

Competncies

Fsica

Termodinmica i mecnica estadstica 2013 - 2014

1

1. 2.

3.

4.

5.

FsicaConixer i comprendre els fonaments de les principals rees de la fsicaDesenvolupar estratgies d'anlisi, sntesi i comunicaci que li permetin transmetre nocions de fsica enentorns educatius.Formular i abordar problemes fsics, tant si sn oberts com si estan ms ben definits, identificar-ne elsprincipis ms rellevants i usar-hi aproximacions, si escau, per a arribar a una soluci que s'ha depresentar explicitant-ne les suposicions i les aproximacions.Raonar crticament, tenir capacitat analtica, usar correctament el llenguatge tcnic i elaborararguments lgics.Usar les matemtiques per descriure el mn fsic, seleccionar les equacions apropiades, construirmodels adequats, interpretar resultats matemtics i comparar crticament amb experimentaci iobservaci.

Resultats daprenentatge

Conixer i comprendre els fonaments de la mecnica estadstica i termodinmica.Desenvolupar estratgies d'anlisi, sntesi i comunicaci que li permetin transmetre nocions de fsica enentorns educatius.Formular i abordar problemes fsics, tant si sn oberts com si estan ms ben definits, identificar-ne elsprincipis ms rellevants i usar-hi aproximacions, si escau, per a arribar a una soluci que s'ha depresentar explicitant-ne les suposicions i les aproximacions.Raonar crticament, tenir capacitat analtica, usar correctament el llenguatge tcnic i elaborararguments lgics.Usar les matemtiques per descriure el mn fsic, seleccionar les equacions apropiades, construirmodels adequats, interpretar resultats matemtics i comparar crticament amb experimentaci iobservaci.

Continguts

1. Descripci dels sistemes macroscpics

1.1. Especificaci dels estats del sistema. Microstats i Macrostats1.2. Collectivitats1.3. Collectivitat microcannica1.4. Aplicaci al gas ideal monoatmic

2. Principis de la Termodinmica

2.1. Equaci d'estat i coefcients termodinmics2.2. Treball2.3. Energia interna. Primer principi2.4. Capacitats calorfiques2.5. El gas ideal2.6. Segon principi. Teorema de Carnot. Temperatura absoluta. Teorema de Clausius2.7. Equacions d per un fluidT S2.8. Equilibri trmic. Connexi Termodinmica-Mecnica Estadstica2.9. El lmit a baixes temperatures. Tercer principi

3. Potencials termodinmics

3.1. L'equaci fonamental3.2. Forma d'Euler de l'energia interna. Equaci de Gibbs-Duhem3.3. Transformades de Legendre. Potencials termodinmics3.4. Relacions de Maxwell per un fluid3.5. Condicions d'estabilitat3.6. Teora d'Einstein de les fluctuacions

4. Collectivitat Cannica

Termodinmica i mecnica estadstica 2013 - 2014

2

4. Collectivitat Cannica

4.1. Funci de partici4.2. Teorema d'equipartici de l'energia. Aplicacions i limitacions

4.3. Sistemes amb distribucions discretes d'energia. Entropia de Gibbs. Lmit continu

5. Sistemes ideals en estadstica clssica

5.1. La distribuci de Maxwell-Boltzmann5.2. Altres distribucions i valors mitjos5.3. Pressi5.4. Efussi5.5. Teora clssica del paramagnetisme

6. Transicions de fase

6.1. Diagrames - , - i - . Equaci de ClapeyronP V P P T6.2. Equilibri vapor-fase condensada6.3. El punt crtic

7. Gasos reals

7.1. Factor de compressibilitat. Desenvolupaments del virial7.2. Potencial d'interacci. Funci de partici configuracional7.3. Segon coeficient del virial. Equaci de van der Waals7.4. Llei d'estats corresponents7.5. Expansions de Joule i Joule-Kelvin

8. Fotons

8.1 Densitat d'energia. Degeneraci d'estats

8.2 Distribuci de Planck. Llei de Wien

8.3 Equacions d'estat de la radiaci o d'un gas de fotons en equilibri

8.4 El slid d'Einstein

9. Collectivitat macrocannica

9.1. Funci de partici9.2. Connexi amb la termodinmica

Metodologia

Activitats presencials

Classes magistrals

Les classes magistrals sern impartides pel professor de teora on es presentarn els conceptes,desenvolupaments i principis bsics de l'assignatura

Classes de problemes

El professor de problemes resoldr a classe alguns dels problemes de la collecci que prviament l'alumnehaur hagut d'intentar resoldre

Activitats autnomes

Termodinmica i mecnica estadstica 2013 - 2014

3

Activitats autnomes

Ressoluci de problemes

El professor de problemes entregar (tamb ser penjat al campus virtual) un llistat de problemes i deprctiques d'ordinador que cada alumne haur de resoldre individualment i lliurar-lo en la data establerta

Estudi

Hem comptabilitzat que l'estudiant ha de dedicar 2 hores d'estudi per cada hora de classe magistral.

Activitats formatives

Ttol Hores ECTS Resultats daprenentatge

Tipus: Dirigides

Classes de problemes 30 1,2 3, 4, 5

Classes magistrals 45 1,8 3, 5

Tipus: Autnomes

Estudi de l'assignatura 92 3,68 3, 4, 5

Ressoluci de problemes 49,5 1,98 2, 3, 4, 5

Avaluaci

Examens parcials

Es farn dos examens parcials d'uns quatre problemes cadascn. El primer parcial avaluar els continguts dela primera meitat del curs, mentre que el segon avaluar la resta.

Nota mnima

Per tant de poder aplicar el 30% de la nota dels problemes a la nota final caldr que la nota mnima delsexamens sigui ms gran o igual a 4

Lliurament del problemes

Els problemes que s'han d'entregar sern avaluats i les seves respostes es publicarn al campus virtual

Qualifaci final

La nota final de l'assignatura es calcula a partir dels percentatges especificats, sempre i quan la mitjana de lesqualificacions dels dos parcials sigui superior o igual a 4. En cas contrari, hi haur la possibilitat depresentar-se a l'examen final per recuperar la nota dels examen parcials. La nota final ser el 70 % del'examen final ms el 30 % dels problemes entregats si la nota de l'examen final s superior o igual a 4. Encas contrari l'alumne est susps. Els alumnes que havent obtingut una nota superior a 4 en els parcialspodran presentar-se a l'examen final per pujar nota.

No Presentat

Es considerar NO PRESENTAT quan l'alumne no es presenta a cap examen o b es presenta noms a undels dos examens parcial i no es presenta a l'examen final. Els altres casos es consideraran com aPRESENTAT s a dir: si ha presentat als dos parcials, si ha presentat noms al final/repesca o si s'hapresentat a algun dels parcials i al final.

Termodinmica i mecnica estadstica 2013 - 2014

4

Activitats davaluaci

Ttol Pes Hores ECTS Resultats daprenentatge

Examen de repesca 70% 3,5 0,14 1, 3, 4, 5

Examen primer parcial 35% 2,5 0,1 1, 3, 5

Examen segon parcial 35% 2,5 0,1 1, 3, 4, 5

Lliurament de problemes 30% 0 0 1, 3, 4, 5

Bibliografia

Bibliografa bsica

H.B. Callen, , John Wiley and Sons, New York, 1985.Termodynamics and an introduction to thermostatistics

M. Criado-Sancho y J. Casas-Vzquez, ,Termodinmica qumica y de los procesos irreversiblesPearson/Addison Wesley, Madrid, segona edici, 2004.

F. Reif, , McGraw-Hill, 1985Fundamentals of Statistical Physics and Thermal Physics

D. V. Schroeder, , Addison Wesley, 2000An Introduction to Thermal Physics

K. Huang, , CRC, 2001Introduction to Statistical Physics

S. J. Blundell and K. M. Blundell, , Oxford UP, 2006Concepts in Thermal Physics

J. J. Brey, J. de la Rubia, J. de la Rubia, , UNED, 2001Mecnica Estadstica

R. Baierlein, , Cambridge UP, 1999Thermal Physics

Bibliografa de consulta complementria

R. Kubo, , North Holland, Amsterdam, 1968.Thermodynamics

D. A. McQuarrie, , Harper Collins, 1976Statistical Mechanics

M.W. Zemansky y R.H. Dittman, , McGraw-Hill, Madrid, 1990.Calor y Termodinmica

C.J. Adkins, , Revert, Barcelona, 1977.Termodinmica del equilibrio

J. Kestin, (2 volums), Hemisphere Publishing, Mc Graw-Hill, New York, 1979.A course in thermodynamics

D. Jou i J.E. Llebot, , Labor, Barcelona, 1989.Introduccin a la Termodinmica de Procesos Biolgicos

P.W. Atkins, , Prensa cientfica, Barcelona 1992.La Segunda ley

Termodinmica i mecnica estadstica 2013 - 2014

5