Termodinámica

Termodinámica

Código:	código
Requisitos:	Análisis matemático
Duración:	duración
Evaluación:	sugerencias de evaluación
Tema de estudio:	Estudio de los procesos termodinámicos
Nivel:	2º 2009
Escuela:	Facultad de Física
Departamento:	Física de la Materia Condensada

Se trata de un curso en desarollo sobre contenidos de introducción a la termodinámica clásica y analítica y a sus aplicaciones en la física térmica.

Objetivos

Este proyecto de aprendizaje ofrece conceptos teóricos y prácticos de los modelos del método termodinámico, desde su concepción básica experimental a su desarrollo formal matemático y una breve introducción a la termodinámica de procesos irreversibles.

Conceptos básicos a modo de resumen se encuentran aquí:: Termodinámica/conceptos

Materiales didácticos

Materiales didácticos y proyectos de aprendizaje se encuentran en el espacio de nombre principal. Puedes consultar otros en dicha dirección.

También deberías leer el modelo de aprendizaje de la Wikiversidad. Las lecciones deberían centrarse en actividades de aprendizaje para los participantes en la Wikiversidad. Los materiales didácticos y proyectos pueden ser usados por distintos proyectos.

Las lecciones expuestas se corresponden a las de la licenciatura en Física en la universidad española, curso 2º. su contendio se amolda perfectamente a los objetivos del curso-proyecto. A continuación las presentamos:

Lecciones

• Lección 1: Sistemas termodinámicos. Estades y procesos. Importancia de la masa. Homogeneidad y fases.

• Lección 2: La interacción mecánica. El trabajo. efectos disipativos.

• Lección 3: Equilibrio termodinámico. Principio cero de la termodinámica. Consecuencias. Propiedades de gases enrarecidos.

• Lección 4: Ecuaciones de estado. Representaciones gráficas de procesos termodinámicos. Coeficientes térmicos.

• Lección 5: Trabajo adiabático. Energía interna. Concepto de calor. Primer principio de la termodinámica. La entropía.

• Lección 6: Calores específicos. Propiedades energéticas de los gases.

• Lección 7: Los procesos cíclicos y las máquinas térmicas. Segundo principio de la termodinámica. Reversibilidad e irreversibilidad.

• Lección 8: El teorema de Carnot. La temperatura termodinámica. Composición de ciclos. La relación de Clausius. Formulación del segundo principio de la termodinámica.

• Lección 9: Significados de la entropía. Criterio de evolución de un sistema aislado.

• Lección 10: Propiedades de la materia cerca del cero absoluto. Teorema del calor de Nernts. Formulación de Planck del tercer principio de la termodinámica. Consecuencias.

• Lección 11: Interpretación microscópica de los conceptos termodinámicos.

• Lección 12: La ecuación fundamental de la termodinámica. La energía interna como potencial termodinámico. Las condiciones de equilibrio termodinámico. La matriz de coeficientes.

• Lección 13: El método termodinámico: potenciales termodinámicos. Concepto de energía utilizable: trabajo máximo.

• Lección 14: Las ecuaciones de Maxwell. Las ecuaciones de Gibas-Helmholtz. Las ecuaciones de Kirchoff. La relación de Mayer.

• Lección 15: Dinámica interna del estado de equilibrio: fluctuaciones termodinámicas. La estabilidad del equilibrio termodinámico. El principio de Le Chatelier.

• Lección 16: Sistemas multicomponente. El potencial químico. La homogeneidad de las funciones termodinámicas. La ecuación de Gibbs-Duhem. Condiciones de equilibrio de los sistemas heterogéneos. La regla de las fases.

• Lección 17.- Transiciones de fase discontinuas. El punto triple y el punto crítico. Ecuación de Clapeyron. Metaestabilidad.

• Lección 18.- Transiciones de fase continuas. La teoría de Landau. Exponentes críticos. Leyes de escala y universalidad.

• Lección 19.- Introducción a la termodinámica de los procesos irreversibles. Las ecuaciones de balance.

• Lección 20.- Ecuaciones fenomenológicas. Principio de Curie. Relaciones de Onsager. Teorema de mínima producción de entropía.

Actividades

Ejercicios, pruebas de nivel de conocimiento, trabajos en grupo, u otras tareas. Todas ellas asociadas a sus respectivas lecciones.

• 1ª actividad...

--> En desarrollo.

Lecturas

Cada actividad tiene asociadas una serie de lecturas recomendadas.

• Lecturas para la 1ª actividad.
• Guías de estudio:

• Artículo de wikipedia: w:Termodinámica

• Wikilibros:b:Física/Termodinámica

Referencias

Otras lecturas adicionales de utilidad:

• Biel, J., [1998], “Formalismo y métodos de la termodinámica”, volumen 1, Reverté.
• Callen, H., [1985], “ Thermodynamics and introduction to Thermostatistics”, J. Wiley

Participantes activos

Participantes activos en este Grupo de aprendizaje

• Sol&s

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