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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE SAN
LUIS POTOSÍ
FACULTAD DE CIENCIAS
Av. Dr. Salvador Nava Mtz. S/N Zona Universitaria
Teléfono 8-26-23-17, Fax 8-26-23-21
web www.fciencias.uaslp.mx, email [email protected]
San Luis Potosí, S.L.P., México
Materia:
Clave:
Antecedentes sugeridos:
Modalidad:
Carga horaria:
Area:
Elaboró:
Fecha:
TERMODINAMICA Y MECANICA ESTADISTICA I
F0106
FISICA I, FISICA II Y FISICA III.
TEORICA
5 HORAS/SEMANA
FELIPE DE JESUS GUEVARA RODRIGUEZ
26/02/97
PRESENTACION
El programa se conforma de seis unidades, en donde se dará una revisión
detallada de la materia termodinámica, y se introducen algunos temas básicos
de la materia de mecánica estadística. El curso es de importancia estratégica
para los estudiantes del área física, y recomendable para otros estudiantes por
su contenido enfocado en principios generales y universales.
OBJETIVO GENERAL
Al finalizar el curso, el alumno comprenderá, los diferentes conceptos
fundamentales de la materia termodinámica, y comprenderá sus principio
generales y universales.
UNIDAD 1: EQUILIBRIO TERMODINAMICO
OBJETIVO PARTICULAR
Introducción de las definiciones generales y el concepto fundamental de
equilibrio termodinámica
ORDEN TEMATICO.
1.1 Sistema termodinámica.
1.2 Variables termodinámica extensiva e intensiva.
1.3 Restricciones termodinámica.
1.4 Concepto de temperatura.
1.5 Equilibrio termodinámico.
1.6 Ley cero de la termodinámica.
UNIDAD 2: TRABAJO, CALOR Y PRIMERA LEY
OBJETIVO PARTICULAR
Introducción de los conceptos fundamentales de calor y trabajo. Se estudia la
conservación de la energía y se postula que la energía interna es una función
de estado (primera ley de la termodinámica).
ORDEN TEMATICO
2.1 Los diferentes procesos termodinámicos.
2.2 Concepto de trabajo.
2.3 Concepto de calor.
2.4 Primera ley de la termodinámica.
2.5 Consecuencias de la primera ley de la termodinámica.
UNIDAD 3: PROCESOS IRREVERSIBLES Y SEGUNDA LEY
OBJETIVO PARTICULAR
Introducción de los conceptos de proceso reversible e irreversible. S e postula
la existencia de una función de estado llamada entropía (segunda ley de la
termodinámica).
ORDEN TEMATICO
3.1 Procesos reversibles e irreversibles.
3.2 Transformaciones (ciclo de Carnot).
3.3 Enunciados de Kelvin y Clausius.
3.4 Teorema de Clausius.
3.5 Segunda ley de la termodinámica.
3.6 Consecuencias de la segunda ley de la termodinámica.
UNIDAD 4: SISTEMAS TERMODINAMICOS SIMPLES
OBJETIVO PARTICULAR
Se establecen relaciones formales para sistemas termodinámicos simple. Se
estudia el modelo exacto de gas ideal, marcando su importancia en la
termodinámica. Se estudian además otros modelos de sistemas
termodinámicos simples.
ORDEN TEMATICO
4.1 Relaciones de Maxwell.
4.2 Ecuación de Euler.
4.3 Relación de Gibbs-Duhem.
4.4 Gas ideal.
4.5 Fluido ideal de Van der Waals.
4.6 Transiciones de fase de primer orden.
UNIDAD 5: POTENCIALES TERMODINAMICOS
OBJETIVO PARTICULAR
Se estudia la transformación matemática de Legendre, y se derivan los
diferentes potenciales termodinámicos. Se revisa nuevamente la segunda ley
de la termodinámica bajo el enfoque de los potenciales termodinámicos. Se
estudia la tercera ley de la termodinámica.
ORDEN TEMATICO
5.1 Transformaciones de Legendre.
5.2 Energía libre de Helmholtz.
5.3 Entalpía.
5.4 Energía libre de Gibbs.
5.5 Tercera ley de la termodinámica.
UNIDAD 6: MECANICA ESTADISTICA: FORMALISMO MICROCANONICO
OBJETIVO PARTICULAR
Se introduce el concepto fundamental de ensamble, y se estudia como único
caso el ensamble microcanónico. Se establece la conexión entre la mecánica
estadística y la termodinámica. Se resaltan los alcances y diferencias entre el
punto de vista macroscópico (termodinámica) y micróscopico (mecánica
estadística)
ORDEN TEMATICO
6.1 Concepto de ensamble.
6.2 Ensamble microcanónico.
6.3 Derivación de la termodinámica.
6.4 Gas ideal.
6.5 Teorema de la equipartición de la energía.
METODOLOGIA
Presentación del material frente a pizarrón, discusión de los temas y aplicación
de los mismos con ejercicios resueltos.
EVALUACION
Exámenes 80% y tareas 20% conforman la evaluación parcial por unidad, y
promedio de evaluaciones parciales para evaluación final.
BIBLIOGRAFIA
HEAT AND THERMODINAMICS
M.W Zemansky and R.H Dittman
Editorial Mc Graw Hilll.
THERNODINAMICS AND AN INTRODUCTION TO THERMOSTATICS
Herbert B. Callen
Editorial Wiley..