Materia	Carrera	Plan	Año	Periodo
FISICA TERMICA I	LIC.EN FISICA		2008	1° cuatrimestre

Docente	Función	Cargo	Dedicación
FOLLARI, JORGE ALBERTO	Prof. Responsable	P.Asoc Exc	40 Hs
PERELLO, ANIBAL DANIEL	Responsable de Práctico	JTP Exc	40 Hs

El presente curso es el primero dentro de la carrera referido
al estudio de la física térmica y se realiza luego de que el alumno estudió un primer nivel de mecánica, electricidad y magnetismo,ondas y óptica. Se trata de un curso clásico de termodinámica de nivel medio dentro de la Licenciatura en Fís

Se pretende estudiar las leyes de la termodinámica, o sea el punto de vista macroscópico de la física térmica, poniendo énfasis en la teoría como una unidad lógica. Las numerosas aplicaciones que se estudian, permiten ver como se aplica la teoría, extraer conclusiones de los ejercicios propuestos o para afirmar conceptos teóricos cuya simple enunciado o descripción no pone de manifiesto todos sus aspectos de interés, u ofrece mayor dificultad en el aprendizaje.
Al finalizar el curso, los alumnos deberán tener claros los conceptos de la teoría y el método de aplicación para resolver casos concretos.

BOLILLA N°1.- TEMPERATURA
Criterio macroscópico. Punto de vista microscópico. Comparación de los criterios macroscópico y microscópico. Objeto de la termodinámica.
Equilibrio térmico. Concepto de temperatura. Medida de la temperatura. Comparación de termómetros. Termómetro de gas.
Temperatura en escala de los gases perfectos. Escala Celsius de temperatura. Termómetro de resistencia eléctrica. Par termoeléctrico.
Escala práctica internacional de temperaturas. Problemas.

BOLILLA N°2.- CARACTERISTICAS DE LOS SISTEMAS MACROSCOPICOS
Fluctuaciones en el equilibrio. Irreversibilidad y tendencia al equilibrio. Ejemplos.
Propiedades de la situación de equilibrio. Calor y temperatura. Magnitudes típicas. Problemas importantes de la física macroscópica.
Resumen de definiciones. Sugerencia de lecturas suplementarias. Problemas.

BOLILLA N°3.- SISTEMAS TERMODINAMICOS SENCILLOS
Equilibrio termodinámico. Diagrama PV para una sustancia pura. Diagrama PT de una sustancia pura. Superficie PVT. Ecuaciones de
estado. Cambios diferenciales de estado. Teoremas matemáticos. Hilo estirado. Lámina superficial. Pila reversible. Sólido
paramagnético. Magnitudes intensivas y extensivas. Problemas.

BOLILLA N° 4.- TRABAJO
Trabajo. Procesos cuasi-estáticos. Trabajo de un sistema hidrostático.
Diagrama PV. El trabajo depende de una trayectoria. Trabajo en procesos cuasi-estáticos. Ejemplos: hilo metálico, lámina superficial
y pila reversible. Trabajo al variar la imanación de un sólido magnético. Resumen. Sistemas compuestos. Problemas.

BOLILLA N° 5.- CALOR Y PRIMER PRINCIPIO
Trabajo y calor. Trabajo adiabático. Función energía interna. Formulación matemática del primer principio. Concepto de calor. Forma diferencial del primer principio. Capacidad calorífica y su medida. Capacidad calorífica del agua. Caloría. Ecuaciones válidas para un sistema hidrostático. Flujo calorífico cuasi-estático. Foco calorífico. Conducción del calor. Conductividad térmica. Convección del calor. Radiación térmica. Cuerpo negro. Ley de Kirchoff. Calor radiado. Ley de Stefan - Boltzmann. Problemas.

BOLILLA N° 6.- GASES PERFECTOS
Ecuación de estado de un gas. Energía interna de un gas. Definición de un gas perfecto.Determinación experimental de capacidades caloríficas. Proceso adiabático cuasi-estático.Método de Clément y Désormes para la medida de ? Método de Rüchhardt. Velocidad de una onda longitudinal. Problemas.

BOLILLA N°7.- TEORIA CINETICA DE UN GAS PERFECTO
Punto de vista microscópico. Ecuación de estado de un gas perfecto. Distribución de las velocidades moleculares. Velocidades de Maxwell y temperatura. Equipartición de la energía. Problemas

BOLILLA N° 8.- MOTORES, FRIGORIFICOS Y SEGUNDO PRINCIPIO
Transformación de trabajo en calor, y viceversa. Motor Stirling. Máquina de vapor. Motor de combustión interna. Enunciado Kelvin-Planck. Del segundo principio. Frigorífico. Equivalencia de los enunciados de Kelvin-Planck y Clausius. Problemas.

BOLILLA N° 9.- REVERSIBILIDAD Y ESCALA KELVIN DE TEMPERATURAS
Reversibilidad e irreversibilidad. Irreversibilidad mecánica externa. Irreversibilidad mecánica interna. Irreversibilidad térmica externa e interna. Irreversibilidad química. Condiciones necesarias para la reversibilidad. Existencia de superficies adiabáticas reversibles.Integrabilidad de dQ. Significado físico de ?.Escala Kelvin de temperaturas. Igualdad de las temperaturas de los gases perfectos y de la escala Kelvin. Problemas

BOLILLA N° 10.- ENTROPIA
Concepto de entropía. Entropía de un gas perfecto. Diagrama TS. Ciclo de Carnot. Entropía y reversibilidad. Entropía y estados inestables. Principio del aumento de entropía. Aplicaciones técnicas del principio de la entropía. Entropía y energía no utilizable. Entropía y desorden. Entropía y probabilidad termodinámica. Entropía y sentido. Entropía absoluta. Flujo y producción de entropía. Problemas.

BOLILLA N° 11.- SUSTANCIAS PURAS
Entalpía. Funciones de Helmholtz y de Gibbs. Teoremas matemáticos. Ecuaciones de Maxwell. Ecuaciones TdS. Ecuaciones de la energía. Ecuaciones de las capacidades caloríficas. Capacidad calorífica a presión constante. Coeficiente de dilatación y de comprensibilidad. Capacidad calorífica a volumen constante. Problemas.

BOLILLA N° 12.- CAMBIO DE FASE
Efecto Joule Kelvin. Licuación de gases por el efecto Joule Kelvin. Cambios de fase de primer orden . Ecuación de Clapeyron. Temperaturas negativas. Tercer principio de la Termodinámica. Problemas.

BOLILLA N° 13.- EQUILIBRIO QUIMICO
Ley de Dalton. Membrana semipermeable. Teorema de Gibbs. Entropía de una mezcla de gases perfectos inertes. Función de Gibbs de una mezcla de gases perfectos inertes. Equilibrio químico.

BOLILLA N°14.- APLICACIONES FISICAS-SEMINARIO
Pila de combustión. Dieléctrico en un condensador plano. Efecto piezoeléctrico. Fenómenos termoeléctricos. Corrientes simultáneas eléctricas y caloríficas en un conductor. Efecto de Scebeck y Peltier. Efecto Thomson y ecuaciones de Kelvin. Refrigeración termoeléctrica.

Los practicos de aula incluyen la resolución de los problemas del capitulo I del REIFF de FÍSICA TÉRMICA (tomo V serie Berkeley) y todos los problemas del capitulo 1 al 9, los primeros 19 del capitulo 11 y los tres primeros del capitulo 12 de el libro CALOR Y TERMODINAMICA de M. ZEMANSKY.

A) Promoción: Requiere la aprobación de cuatro parciales de problemas con promedio mínimo de siete (7) y nota mínima de seis (6). Asistencia del 80% a todas las clases (teóricas y prácticas), y finalmente un coloquio o examen integrador.
B) Regularidad: Requiere la aprobación de cuatro parciales de problemas con promedio mínimo de seis (6) y nota mínima de cinco (5). Asistencia del 80% a todas las clases (teóricas y prácticas), y finalmente un coloquio o examen integrador. Deberá rendir examen final.

[1] . Calor y Termodinámica. Mark W. Zermansky
[2] . Física Estadística. F. Reif
[3] . Termodinámica Clásica. Russell y Adebiyi

[1] Treatise on Thermodymanics. M. Planck

Está destinado a alumnos de la Licenciatura en Física, que ya estudiaron en un primer nivel la mecánica, electricidad y magnetismo, ondas y óptica. Es el primer curso de FISICA TÉRMICA y se complementa con uno ulterior de MECÁNICA ESTADÍSTICA. Su contenido es la termodinámica clásica o sea la macrofísica térmica. Se sitúa en el segundo cuatrimestre del segundo año. Se pretende que los alumnos conozcan bien la teoría, sus conceptos fundamentales y aplicaciones. El nivel es el de textos clásicos en la materia, como es el caso del M Zemansky de Calor y Termodinámica, que es el elegido como columna vertebral del curso.

BOLILLA N°3.- SISTEMAS TERMODINAMICOS SENCILLOS

BOLILLA N° 4.- TRABAJO

BOLILLA N° 5.- CALOR Y PRIMER PRINCIPIO

BOLILLA N° 6.- GASES PERFECTOS

BOLILLA N°7.- TEORIA CINETICA DE UN GAS PERFECTO

BOLILLA N° 8.- MOTORES, FRIGORIFICOS Y SEGUNDO PRINCIPIO

BOLILLA N° 9.- REVERSIBILIDAD Y ESCALA KELVIN DE TEMPERATURAS

BOLILLA N° 10.- ENTROPIA

BOLILLA N° 11.- SUSTANCIAS PURAS

BOLILLA N° 12.- CAMBIO DE FASE

BOLILLA N° 13.- EQUILIBRIO QUIMICO

BOLILLA N°14.- APLICACIONES FISICAS

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