TERMODINAMICA II

TERMODINAMICA II

GRADO EN FISICA

1. Datos de la asignatura

(Fecha última modificación: 21-07-17 21:38)
Código
100818
Plan
ECTS
6.00
Carácter
OBLIGATORIA
Curso
2
Periodicidad
Segundo Semestre
Área
FÍSICA APLICADA
Departamento
Física Aplicada
Plataforma Virtual

Campus Virtual de la Universidad de Salamanca

Datos del profesorado

Profesor
Antonio Calvo Hernández
Grupo/s
Todos
Departamento
Física Aplicada
Área
Física Aplicada
Centro
Fac. Ciencias
Despacho
Edificio Trilingüe. Planta 2ª T3313
Horario de tutorías

Lunes y Martes de 12 a 13 h

URL Web
-
E-mail
anca@usal.es
Teléfono
923 294436 Ext.: 1311

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:

  • Física Estadística
  • Física de convertidores energéticos

ASIGNATURAS QUE SE RECOMIENDA CURSAR SIMULTANEAMENTE:

  • Laboratorio de Termodinámica

ASIGNATURAS QUE SE RECOMIENDA HABER CURSADO PREVIAMENTE:

  • Física I, II, III y IV y Laboratorio de Física
  • Termodinámica I
  • Análisis I, II: Álgebra Lineal y Geometría I, II; Ecuaciones diferenciales.

4. Objetivo de la asignatura

Resultados de aprendizaje que se pretenden alcanzar:

.   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.

.   Conocer el Tercer Principio de la Termodinámica y el comportamiento de las magnitudes termodinámicas en el límite de bajas temperaturas. .   Conocer las transiciones de fase más habituales en la naturaleza y su caracterización termodinámica.

.   Aplicar el formalismo termodinámico al estudio de reacciones químicas, sistemas elásticos, sistemas eléctricos y magnéticos.

. Aplicar el formalismo termodinámico al estudio de ciclos de interés técnico.

.   Conocer los fundamentos básicos de la Termodinámica de los procesos irreversibles.

.   Conocer los fundamentos básicos de la interpretación microscópica de la Termodinámica.

. Ser capaz de resolver problemas en este contexto.

5. Contenidos

Teoría.

Tema 1: Transiciones de fase. Fenómenos críticos

1.1 Fenomenología de las transiciones de fase. Ejemplos.

1.2 Ecuación de Clapeyron-Clausius.

1.3 Entalpía de transición.

1.4 Transiciones sólido-líquido, sólido-vapor y líquido-vapor.

1.5 Transiciones de fase en sistemas binarios.

1.6 Transiciones continuas. Introducción a los fenómenos críticos.

Tema 2: Tercer Principio. Bajas temperaturas.

2.1 Enunciados del Tercer Principio.

2.2 Carácter estadístico del Tercer Principio.

2.3 Consecuencias. Entropía, capacidades caloríficas y coeficientes termodinámicos en el límite de bajas temperaturas

2.4 Procesos de desimanación adiabática

Tema 3: Aplicaciones de Termodinámica

3.1 Termodinámica de sistemas químicos

3.1.1 Afinidad química. Función de Gibbs.

3.1.2 Evolución y estabilidad del equilibrio.

3.1.3 Equilibrio químico en algunos sistemas

3.1.4 Influencia de la presión y la temperatura en el equilibrio.

3.2 Termodinámica de sistemas especiales

3.2.1 Termodinámica de sólidos elásticos.

3.2.2Termodinámica de sistemas eléctricos.

3.2.3 Termodinámica de sistemas magnéticos.

3.2.4 Efectos termoeléctricos, termomagnéticos y termoplásticos

3.3 .Ciclos de interés técnico

3.3.1 Cilos de potencia de gas

3.3.2 Ciclos de potencia de vapor.

3.3.2. Ciclos frigoríficos.

Tema 4: Termodinámica de Procesos Irreversibles

4.1 Equilibrio local

4.2 Flujos y fuerzas termodinámicas.

4.3 Régimen lineal. Relaciones de reciprocidad de Onsager.

4.4 Termoelectricidad: efectos Seebeck, Peltier, Thomsom.

Tema 5: Introducción a la interpretación microscópica de la Termodinámica

5.1. Distribución de las velocidades moleculares.

5.2 Equipartición de la energía

5.3 Algunos procesos de transporte

6. Competencias a adquirir

Básicas / Generales.

CB1: Demostrar poseer y comprender conocimientos en el área de la Física a partir de la base de la educación secundaria general, a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia en el estudio de la Física.

CB2: saber aplicar los conocimientos físicos 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 Física.

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

CB4: Poder transmitir información, ideas, problemas y soluciones del ámbito de la Física a un público tanto especializado como no especializado.

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

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

CG-2: Incrementar la capacidad de organización y planificación con el objeto de resolver con éxito el problema analizado.

CG-3: 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.

CG-4: 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.

CG-5: Aprender de manera autónoma nuevos conocimientos y técnicas.

Específicas.

CE-1: Tener una buena comprensión de las teorías físicas más importantes, localizando en su estructura lógica y matemática, su soporte experimental y el fenómeno físico que puede ser descrito a través de ellos.

CE-3: Saber formular las relaciones funcionales y cuantitativas de la Física en lenguaje matemático y aplicar dichos conocimientos a la resolución explícita de problemas de particular interés

CE-4: 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.

CE-5: Comprender y dominar el uso de los métodos matemáticos y numéricos más comúnmente utilizados.

CE-6: Ser capaz de buscar y utilizar bibliografía en Física, así como cualquier fuente de información relevante para trabajos de investigación Y desarrollo técnico de proyectos

CE-7: 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.

CE-8: Ser capaz de trabajar en un grupo interdisciplinario, de presentar mediante medios escritos y orales su propia investigación o resultados de búsqueda bibliográficas tanto a profesionales como a público en general.

CE-9: Haberse familiarizado con los modelos experimentales más importantes, además de ser capaces de realizar experimentos de forma independiente, así como describir, analizar y evaluar críticamente los datos experimentales.

CE-10: Adquirir una comprensión de la naturaleza de la investigación en Física, de las formas en que se lleva a cabo y de sus aplicaciones.

CE-11: Desarrollar   actividades de promoción y desarrollo de la innovación científica y tecnológica y actividades profesionales en el marco de las tecnologías avanzadas.

7. Metodologías

Clases  magistrales

Se expondrá el contenido teórico de los temas en clases presenciales para transmitir a los estudiantes los conocimientos ligados a las competencias previstas. Se resolverán algunos problemas representativos para ilustrar los conceptos teóricos.

Al comienzo de curso los alumnos dispondrán de bibliografía apropiada para los contenidos tratados.

Seminarios

Los conocimientos teóricos se fijarán por medio de clases de resolución de problemas en los seminarios. Se desarrollarán los conceptos clave por medio de problemas especialmente diseñados al efecto, de forma que los estudiantes adquieran las competencias previstas. Al comienzo de cada tema se entregarán a los alumnos una relación de problemas específicos. Para un correcto aprovechamiento, los alumnos deben intentar resolver los problemas propuestos con anterioridad a su resolución en clase.

Realización de Trabajos y/o problemas

A partir de las clases teóricas y de problemas los alumnos habrán de realizar trabajos personales supervisados por el profesor y/o, resolución individual de problemas.

Tutorías y recursos materiales

Al comienzo del curso se establecerá un horario de tutorías para consultas personales con el profesor.

Se utilizará la pizarra, complementada en algunos casos con el cañón de proyección. El material proyectado estará accesible en la plataforma moodle.

8. Previsión de Técnicas (Estrategias) Docentes

9. Recursos

Otras referencias bibliográficas, electrónicas o cualquier otro tipo de recurso.

Recursos en la web:

http://fq-experimentos.blogspot.com.es/p/perfil-y-contacto.html

Physlets Physics 2E. Apartado de Termodinámica.  http://www.compadre.org/Physlets/thermodynamics/

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 contribución de la prueba escrita final a la nota total de la asignatura será de un 70%. 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.

EVALUACIÓN  CONTINUA:

En fechas que se comunicarán al principio del curso se realizaran dos pruebas escritas en horario de clase. Cada prueba consistirá en cuestiones teóricas y problemas. Dichas pruebas supondrán un 30% de la nota total de la asignatura.

PRUEBA FINAL ESCRITA:

Al finalizar el curso y en el periodo previsto en el calendario académico se realizará un examen escrito de teoría, cuestiones teóricas y problemas. Esta a prueba contará un 70% en la calificación final.

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: participación activa en las sesiones de grupo grande y en seminarios; resolución personal de problemas con antelación

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. La parte correspondiente a la evaluación continua no es recuperable.

11. Organización docente semanal