TERMODINAMICA I

TERMODINAMICA I

GRADO EN FISICA

1. Datos de la asignatura

(Fecha última modificación: 21-07-17 21:38)
Código
100812
Plan
ECTS
6.00
Carácter
OBLIGATORIA
Curso
2
Periodicidad
Primer Semestre
Área
FÍSICA APLICADA
Departamento
Física Aplicada
Plataforma Virtual

Campus Virtual de la Universidad de Salamanca

Datos del profesorado

Profesor
Santiago Velasco Maíllo
Grupo/s
Todos
Departamento
Física Aplicada
Área
Física Aplicada
Centro
Fac. Ciencias
Despacho
Despacho 3316 Edif. Trilingüe (Campus de la Merced)
Horario de tutorías

Martes de 17 a 19 h

URL Web
-
E-mail
santi@usal.es
Teléfono
Extensiones: 1311 , 1301

2. Sentido de la materia en el plan de estudios

Bloque formativo al que pertenece la materia.

Es una materia (= asignatura) que forma parte del módulo Termodinámica y Física Estadística que a su vez está compuesto por 6 asignaturas.

Papel de la asignatura.

Es una asignatura Obligatoria dentro del Grado en Física.

Perfil profesional.

Al ser una asignatura obligatoria, es fundamental en cualquier perfil vinculado al Grado en Física.

3. Recomendaciones previas

ASIGNATURAS QUE CONTINUAN EL TEMARIO:

  • Termodinámica II
  • Física Estadística
  • Física Estadística Avanzada
  • Física de convertidores energéticos
  • ASIGNATURAS QUE SE RECOMIENDA CURSAR SIMULTANEAMENTE:

  • Laboratorio de Termodinámica
  • ASIGNATURAS QUE SE RECOMIENDA HABER CURSADO PREVIAMENTE:

  • Física II
  • Análisis I y II, Álgebra Lineal y Geometría I y II

4. Objetivo de la asignatura

  • Asimilar los niveles macroscópico y microscópico de descripción de los estados de equilibrio de los sistemas termodinámicos.
  • Conocer los Principios de la Termodinámica y aplicar sus consecuencias.
  • Conocer los potenciales termodinámicos y aplicarlos para obtener la información completa de un sistema termodinámico.
  • Comprender la relación directa entre el formalismo termodinámico y los experimentos.
  • Utilizar el formalismo termodinámico, junto con información adicional (ecuaciones de estado, calor específico), para la resolución de problemas particulares.

5. Contenidos

Teoría.

TEMA

SUBTEMA

1. Conceptos básicos.

  • Sistemas  termodinámicos. Estados de equilibrio.
  • Procesos.
  • Principio Cero. Temperatura empírica. Ecuación empírica de estado.
  • Coeficientes  termomecánicos.

2. Primer Principio.

  • Trabajo. Trabajo adiabático.
  • Formulación de Born del Primer Principio. Energía interna. Ecuación energética de estado.
  • Calor.
  • Coeficientes  calorimétricos.

3. Segundo Principio.

  • Postulado de Carathéodory. Construcción de superficies adiabáticas. Temperatura  termodinámica.
  • Entropía.
  • Principio de aumento de entropía. Trabajo máximo. Energía utilizable.
  • Ecuación fundamental de la Termodinámica para sistemas cerrados. Principio de equilibrio de Gibbs.

4. Formalismo termodinámico para los sistemas cerrados.

  • Representaciones entrópica y energética. Principios de extremo.
  • Procesos virtuales. Condiciones de equilibrio y estabilidad de Gibbs.
  • Condiciones locales de equilibrio mutuo en un sistema hidrostático compuesto cerrado. Condiciones locales de equilibrio y estabilidad de un sistema hidrostático homogéneo cerrado.

5. Potenciales termodinámicos para sistema hidrostático cerrados.

  • Transformadas de Legendre.
  • Transformadas de la representación energética de un sistema hidrostático cerrado. Relaciones de Maxwell.
  • Condiciones de extremo en las representaciones transformadas de la energética de un sistema hidrostático  cerrado.
  • Condiciones locales de equilibrio y estabilidad en las representaciones transformadas de la energética para un sistema hidrostático cerrado.
  • Ecuaciones prácticas de la Termodinámica para sistema hidrostático.

6. Sistemas hidrostáticos de masa o composición variable (I).

  • Sistemas abiertos. Interacción material. Postulados. Potencial químico.
  • Relaciones de Euler y de Gibbs-Duhem.
  • Ecuación fundamental y potencial químico de un gas ideal.
  • Potenciales termodinámicos de un sistema hidrostático homogéneo abierto. Magnitudes molares parciales y funciones de mezcla.
  • Mezcla de gases ideales inertes.
  • Equilibrio respecto al intercambio de materia: significado físico del potencial químico. Estabilidad de difusión.
  • Formulación MTE.

7. Sistemas hidrostáticos de masa o composición variable (II)

  • Sistemas  reaccionantes.
  • Sistemas hidrostáticos heterogéneos multicomponentes. Condiciones de equilibrio. Regla de las fases de Gibbs.
  • Teorema de Duhem.

6. Competencias a adquirir

Básicas / Generales.

CB2. Saber aplicar los conocimientos termodinámicos a su trabajo o vocación de una forma profesional y poseer las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de la Termodinámica.

CB3. Tener la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes, dentro de la Termodinámica, para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.

CB5. Haber desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores en Termodinámica con un alto grado de autonomía.

CG1. Desarrollar las capacidades de análisis y de síntesis con el objeto de poder abstraer las propiedades estructurales de la realidad física distinguiéndolas de aquellas puramente ocasionales y poder inferirlas, comprobarlas o refutarlas con experimentos u observaciones físicas.

CG2. Incrementar la capacidad de organización y planificación con el objeto de resolver con éxito el problema analizado.

CG3. Desarrollar la capacidad de razonamiento crítico para poder identificar analogías entre fenómenos físicos diferentes y ser capaz de construir modelos físicos, así como poder detectar errores en razonamientos, aproximaciones o cálculos incorrectos.

CG4. Ser capaz de plantear y resolver problemas físicos obteniendo una descripción no sólo cualitativa sino también cuantitativa y con el grado de precisión que sea requerido del fenómeno físico en cuestión.

Específicas.

CE1, Tener una buena comprensión de la Termodinámica, localizando en su estructura lógica y matemática, su soporte experimental y los fenómenos físicos que pueden ser descrito a través de ella.

CE2. Haberse familiarizado con los aspectos más importantes de la Termodinámica, no sólo a través de su importancia intrínseca, sino por su relevancia dentro de la Física y sus aplicaciones.

CE3. Saber formular las relaciones funcionales y cuantitativas de la Termodinámica en lenguaje matemático y aplicar dichos conocimientos a la resolución explícita de problemas.

CE4. Ser capaz de evaluar claramente los órdenes de magnitud, de desarrollar una clara percepción de las situaciones que son físicamente diferentes, pero que muestran analogías, permitiendo por lo tanto el uso de soluciones conocidas a nuevos problemas.

CE7. Ser capaz de identificar lo esencial de un proceso / situación y establecer un modelo del mismo; el graduado debería ser capaz de realizar las aproximaciones requeridas con el objeto de reducir el problema hasta un nivel manejable; pensamiento crítico para construir modelos físicos.

7. Metodologías

8. Previsión de Técnicas (Estrategias) Docentes

9. Recursos

10. Evaluación

Consideraciones generales.

La evaluación de las competencias de la materia se basará principalmente en el trabajo continuado, controlado periódicamente con diferentes instrumentos de evaluación, y conjuntamente con una prueba escrita final.

Criterios de evaluación.

La evaluación valorará la adquisición de las competencias de carácter teórico y práctico que se comprobará tanto por actividades de evaluación continua como por una prueba escrita final.

Las actividades de evaluación continua supondrán 30% de la nota total de la asignatura. La prueba escrita final será un 70% de la nota total de la asignatura. Para poder superar la asignatura se requiere que la calificación obtenida en esta prueba supere el 40% de la nota máxima de la prueba.

Instrumentos de evaluación.

Se utilizarán los siguientes: Evaluación continua:

 .  SEMINARIOS TUTELADOS: Se valorará la asistencia a las tutorías y la participación activa en las mismas. Serán un 5%  de   la  nota total de la asignatura.

 .  PRUEBAS ESCRITAS: A lo largo del curso, se realizarán dos pruebas escritas en el horario de las clases de grupo grande. Las fechas serán especificadas al comienzo del curso. En las pruebas se plantearán varias cuestiones teórico-prácticas y uno o dos problemas. Su porcentaje en la nota final será 25%.

Prueba escrita final: Al finalizar el curso se realizará un examen escrito que contendrá tanto preguntas de tipo conceptual como de problemas y en la que se evaluarán los objetivos de aprendizaje adquiridos por los estudiantes. Será un 70% de la nota total de la asignatura. Para poder superar la asignatura, se requiere que la calificación obtenida en esta prueba escrita supere el 40% de la nota máxima de la prueba.

Recomendaciones para la evaluación.

Para la adquisición de las competencias previstas en esta materia se recomienda la asistencia y participación activa en todas las actividades programadas.

Recomendaciones para la recuperación.

Se realizará una prueba escrita de recuperación que servirá para recuperar la parte de la nota correspondiente a la prueba escrita final.

11. Organización docente semanal