Grupo: Grp Clases Teóricas-Prácticas Termodinámica.(930131

PROYECTO DOCENTE
ASIGNATURA:
"Termodinámica"
Grupo: Grp Clases Teóricas-Prácticas Termodinámica.(930131)
Titulacion: Grado en Física
Curso: 2015 - 2016
DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA/GRUPO
Titulación:
Grado en Física
Año del plan de estudio:
2009
Centro:
Facultad de Física
Asignatura:
Termodinámica
Código:
1620013
Tipo:
Obligatoria
Curso:
2º
Período de impartición:
Curso completo
Ciclo:
0º
Grupo:
Grp Clases Teóricas-Prácticas Termodinámica. (2)
Créditos:
12
Horas:
300
Área:
Física de la Materia Condensada (Área responsable)
Departamento:
Física de la Materia Condensada (Departamento responsable)
Dirección postal:
FACULTAD DE FÍSICA, AVDA. REINA MERCEDES, S/N 41012 - SEVILLA
Dirección electrónica:
http://www.departamento.us.es/dmatcon/
COORDINADOR DE LA ASIGNATURA
GALLARDO CRUZ, MARIA DEL CARMEN
PROFESORADO
1
2
3
RAMOS VICENTE, SATURIO
CORDOBA ZURITA, ANTONIO
GALLARDO CRUZ, MARIA DEL CARMEN
Curso académico: 2015/2016
Última modificación: 2015-09-15
1 de 8
4
MARTIN OLALLA, JOSE MARIA
OBJETIVOS Y COMPETENCIAS
Objetivos docentes específicos
Asimilar , en su nivel macroscópico, la descripción de los estados de equilibrio.
Conocer los Principios de la Termodinámica y sus consecuencias.
Conocer los potenciales termodinámicos como descripción completa de un sistema termodinámico.
Comprender la relación directa entre el formalismo termodinámico y los experimentos.
Utilizar el formalismo termodinámico para la resolución de problemas particulares.
Conocer los principios, técnicas e instrumentos de media y los fenómenos de interés en Termodinámica.
Competencias
Competencias transversales/genéricas
Capacidad de análisis y síntesis
Resolución de problemas
Capacidad para aplicar la teoría a la práctica
Trabajo en equipo
Capacidad de organizar y planificar
Competencias específicas
Conocimiento y comprensión de los fenómenos y las teorías físicas más importantes.
Capacidad de estimar órdenes de magnitud para interpretar fenómenos diversos
Capacidad de profundizar en la aplicación de los conocimientos matemáticos en el contexto general de la física.
Capacidad de medida, interpretación y diseño de experiencias en el laboratorio o en el entorno.
Capacidad de modelado de fenómenos complejos, trasladando un problema físico al lenguaje matemático.
Capacidad de transmitir conocimientos de forma clara tanto en ámbitos docentes como no docentes.
CONTENIDOS DE LA ASIGNATURA
Relación sucinta de los contenidos (bloques temáticos en su caso)
Formalismo de la Termodinámica: Primer y Segundo Principio y potenciales termodinámicos.
Condiciones de equilibrio y estabilidad. Transiciones de fase.
Tercer Principio de la Termodinámica.
Aplicaciones.
Introducción a los procesos irreversibles.
Técnicas experimentales de la Termodinámica.
Relación detallada y ordenación temporal de los contenidos
LECCIONES TEÓRICAS
Primer Cuatrimestre
Lección 1.- La termodinámica. El sistema termodinámico. Estados y procesos. Variables termodinámicas: variables intensivas y extensivas.
Homogeneidad y fases.
Lección 2.- La interacción mecánica. El trabajo: tipos y propiedades. El trabajo cuasiestático. Expresión generalizada.
Lección 3.- El equilibrio térmico. El principio cero de la termodinámica. La temperatura empírica. Propiedades de los gases
enrarecidos: temperatura absoluta.
Lección 4.- Ecuación térmica de estado. Gas ideal y gases no ideales. Desarrollo del virial. Diagrama de fases de una sustancia pura.
Coeficientes térmicos.
Lección 5.- El trabajo adiabático: la energía interna. Concepto de calor. Formulación del primer principio de la termodinámica. La entalpía.
Lección 6.- Calores específicos. Ecuación energética de estado: gases ideales y no ideales. Procesos politrópicos.
Lección 7.- Los procesos cíclicos y las máquinas térmicas. Los enunciados clásicos del segundo principio de la termodinámica.
Reversibilidad e irreversibilidad.
Lección 8.- El teorema de Carnot. La temperatura termodinamica. Composición de ciclos. La relación de Clausius. Definición de
la entropía. La formulación del segundo principio.
Lección 9.- Significados de la entropía. El criterio de evolución de un sistema aislado. Disipacion. Entropía de mezcla
Lección 10.- Propiedades de los sistemas cerca del cero absoluto. Teorema del calor de Nernst. Formulacion de Planck del tercer
principio. Consecuencias.
Lección 11.- Sistemas termodinámicos abiertos: volumen de control. Balances de masa. Trabajo de impulsión. Formulación del primer y
segundo principios para sistemas abiertos. Dispositivos de flujo permanente. Efecto Joule - Kelvin.
Segundo Cuatrimestre
Lección 12. La ecuación fundamental de la termodinámica. La energía interna como potencial termodinámico. La masa como variable
termodinámica: hipótesis de Gibbs. Potencial químico. Condiciones del equilibrio termodinámico.
Lección 13. El método termodinámico. Potenciales termodinámicos. Concepto de energía utilizable: trabajo máximo. Exergía
Lección 14. Ecuaciones de Maxwell. Ecuaciones de Gibbs-Helmhotz. La relación de Mayer.
Lección 15. Homogeneidad de las funciones termodinámicas. Ecuación de Gibbs-Duhem. Sistemas Multicomponentes. Condiciones de
equilibrio en sistemas heterogeneos: Regla de las fases.
Lección 16. Sólidos sometidos a campos externos. Electrostricción y efectos electro y magneto-calóricos. Desimanación adiabática.
Lección 17. Dinámica interna del estado de equilibrio: fluctuaciones termodinámicas. Distribucion de las fluctuaciones.
Curso académico: 2015/2016
Última modificación: 2015-09-15
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Condiciones de estabilidad.
Lección 18. Transiciones de fase discontinuas. El punto triple y el punto crítico. Ecuacion de Clapeyron. Metaestabilidad.
Lección 19. Transiciones de fase continuas. Teoría de Landau. Exponentes críticos. Universalidad del comportamiento crítico.
Lección 20.- Introducción a la Termodinámica de los Procesos Irreversibles. Ecuaciones de balance y producción de entropía.
Ecuaciones fenomenologicas. El Principio de Curie. Las relaciones de Onsager. Teorema de mínima producción de entropía.
Lección 21.- Fenómenos termoelectricos. Efectos Seebeck y Peltier. Calor Joule y Thomson. Relaciones de Kelvin
SESIONES DEMOSTRATIVAS DE LABORATORIO
Sesión 1.- La medida de la temperatura. Los termopares. El termometro de resistencia de platino. Termómetros de radiación
infrarroja. Medida de la presión de los gases. Métodos mecánicos y eléctricos.
Sesión 2.- Instrumentos de medida para el laboratorio de prácticas
Sesión 3.- Transmisión del calor. Conducción del calor a lo largo de una barra: conductividad y difusividad termica. Resistencia térmica.
Ley de enfriamiento de Newton. Radiación térmica.
Sesión 4.- Regulación y programación de temperatura. Análisis Térmico Diferencial. Pantalla adiabática. Calorimetría. Distintos tipos de
calorímetros. Calorimetría diferencial de barrido: DTA y DSC
Sesión 5.- Higrometría y acondicionamiento del aire. Humedad atmosférica. Punto de rocío. Saturación adiabática.
Sesión 6.- Máquinas térmicas. Motores y frigoríficos.
SESIONES DE LABORATORIO
1. Calibrado de un termómetro de resistencia de platino.
2. El gas real. Punto crítico.
3. Fenómenos termoeléctricos. Efectos Seebeck y Peltier.
4. Determinación del incremento de entalpía de vaporización del nitrógeno.
5. Determinación del incremento de entalpía de vaporización del agua
6. Efecto Joule - Kelvin
7. Determinación del calor específico de la glicerina.
8. Ley de Stefan-Boltzmann de la radiación.
9. Curva de presión de vapor del agua. Determinación del incremento de entalpía de vaporización del agua.
10. Técnica crioscópica
11. Variación de la resistencia de un semiconductor con la temperatura.
12. Bomba de calor y máquina frigorífica.
ACTIVIDADES FORMATIVAS
Relación de actividades formativas del primer cuatrimestre
Exposiciones y seminarios
Horas presenciales:
7.5
Horas no presenciales:
11.25
Metodología de enseñanza-aprendizaje:
Experiencias demostrativas y desarrollo de técnica de medida
Competencias que desarrolla:
Conocer los principios, técnica e instrumentos de medida y los fenómenos de interés en Termodinámica
Prácticas de Laboratorio
Horas presenciales:
7.5
Horas no presenciales:
11.25
Metodología de enseñanza-aprendizaje:
Realización de practicas en el laboratorio
Competencias que desarrolla:
Capacidad de medida, interpretación y diseño de experiencias en el laboratorio o en el entorno
Curso académico: 2015/2016
Última modificación: 2015-09-15
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Clases teóricas
Horas presenciales:
45.0
Horas no presenciales:
67.5
Metodología de enseñanza-aprendizaje:
El desarrollo de la asignatura incluirá clases de teoría y de problemas
Competencias que desarrolla:
Conocimiento y comprensión de los fenómenos y de la teoría termodinámica.
Capacidad de modelado de fenómenos complejos, trasladando un problema físico al lenguaje matemático
Relación de actividades formativas del segundo cuatrimestre
Clases teóricas
Horas presenciales:
45.0
Horas no presenciales:
67.5
Metodología de enseñanza-aprendizaje:
El desarrollo de la asignatura incluirá clases de teoría y clases de problemas
Competencias que desarrolla:
Conocimiento y comprensión de los fenómenos y de la teoría termodinámica.
Capacidad de modelado de fenómenos complejos, trasladando un problema físico al lenguaje matemático
Prácticas de Laboratorio
Horas presenciales:
7.5
Horas no presenciales:
11.25
Metodología de enseñanza-aprendizaje:
Se realizarán prácticas de laboratorio
Competencias que desarrolla:
Capacidad de medida, interpretación y diseño de experiencias en el laboratorio o en el entorno
Exposiciones y seminarios
Horas presenciales:
7.5
Horas no presenciales:
11.25
Metodología de enseñanza-aprendizaje:
Experiencias demostrativas y desarrollo de técnica de medida
Competencias que desarrolla:
Conocer los principios, técnica e instrumentos de medida y los fenómenos de interés en Termodinámica
BIBLIOGRAFÍA E INFORMACIÓN ADICIONAL
Bibliografía general
Curso académico: 2015/2016
Última modificación: 2015-09-15
4 de 8
Curso sobre el formalismo y los métodos de la Termodinámica
Autores:
Biel Gayé, Jesús
Edición:
1998
Publicación:
Reverté
ISBN:
84-291-4345-9
Termodinámica: Introducción a las teorías físicas de la termostática del equilibrio
Autores:
Callen, Herbert B.
Edición:
1981
Publicación:
Editorial AC
ISBN:
84-7288-042-7
Thermodynamics and an introduction to thermostattistics
Autores:
Callen, Herbert B.
Edición:
1985. 2nd edición
Publicación:
John Wiley and Sons
ISBN:
0-471-86256-8
Autores:
Kestin, Joseph
Edición:
1966
Publicación:
Blaisdell
ISBN:
A course in thermodynamics
100 problemas de termodinámica
Autores:
Pellicer García, Julio
Manzanares, José Antonio
Edición:
1996
Publicación:
Editorial AC
ISBN:
84-206-8631-X
Autores:
Tejerina, A.F.
Edición:
1976
Publicación:
Paraninfo
ISBN:
84-283-0883-7(v.II)
Termodinámica
Termo I. Un estudio de los sistemas termodinámicos
Autores:
Zamora, M.
Edición:
1998
Publicación:
Publicaciones de la Universidad de
Sevilla
ISBN:
84-472-0455-3
Termo II. 250 problemas resueltos
Autores:
Zamora, M.
Edición:
1998
Publicación:
Publicaciones de la Universidad de
Sevilla
ISBN:
84-206-8631-X
Autores:
Zemansky, Mark W.
Edición:
1985. 6a ed
Publicación:
McGraw Hill
ISBN:
968-451-631-2
Calor y Termodinámica
Termodinámica
Autores:
C. Fernández Pineda, S. Velasco Maillo Edición:
Publicación:
Editorial Universitaria Ramón Areces
Curso académico: 2015/2016
Última modificación: 2015-09-15
ISBN:
2009
9788499610061
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SISTEMAS Y CRITERIOS DE EVALUACIÓN Y CALIFICACIÓN
Sistema de evaluación
Exámenes escritos y valoración de trabajos
Exámenes escritos con una parte teórica, que acredite el conocimiento de los aspectos más relevantes del formalismo termodinámico, su
estructura y sus potenciales aplicaciones, una parte de problemas, que valore la comprensión y capacidad de aplicación de dicho
formalismo a problemas físicos o meramente matemáticos y una parte de prácticas que refleje su conocimiento de las técnicas
experimentales e instrumentos de medida necesarios para el estudio de los fenómenos de interés en Termodinámica.
Valoración de trabajos y problemas presentados a lo largo del curso incorporando así una componente de evaluación continuada.
Asistencia, actitud y habilidades demostradas en las sesiones de laboratorio.
Cuaderno de prácticas y presentación de memorias escritas sobre algunas de las experincias realizadas.
Criterios de calificación
LECCIONES
Se realizarán dos exámenes parciales eliminatorios de la parte correspondiente en las fechas establecidas atendiendo únicamente a los
conocimientos teóricos, de seminarios y prácticos adquiridos. Constarán de problemas y de desarrollos teóricos. La nota del parcial se
obtendrá como la media geométrica entre la parte de teoría y la de problemas. La nota final de esta parte se obtendrá como la media
geométrica de los parciales. Los alumnos que no superen alguno de los parciales dispondrán de un examen final correspondiente a los
cotenidos no superados.
SESIONES DEMOSTRATIVAS
Se realizarán sesiones demostrativas en grupos más reducidos, siendo obligatoria la asistencia. El contenido de los seminarios 1, 2 y 3 se
incluirán en el examen del primer parcial y el resto en el segundo. Incluyéndose todo en el examen final.
PRÁCTICAS DE LABORATORIO
Se realizarán prácticas en grupos más reducidos, siendo obligatoria la asistencia.
Al finalizar cada práctica, los alumnos deberán presentar los resultados al profesor para que sean visados.
Cada alumno entregará un trabajo, designado por el profesor, sobre una de las prácticas realizadas que servirá para la calificación,
teniendo en cuenta la forma y el contenido. Caso de no ser aprobado el trabajo deberá ser revisado y presentado de nuevo antes del
examen final.
La asistencia y realización de las prácticas así como el visto bueno sobre el trabajo presentado será requisito necesario para aprobar la
asignatura en cualquier convocatoria y representará el 10% de la calificación final de la asignatura.
La calificación obtenida en las prácticas se guardará a todos los alumnos repetidores
CALENDARIO DE EXÁMENES
La información que aparece a continuación es susceptible de cambios por lo que le recomendamos que la confirme con el Centro cuando se
aproxime la fecha de los exámenes.
1 ª Convocatoria
CENTRO: Facultad de Física
Fecha:
30/6/2016
Aula:
Magna
Hora:
9:30
2 ª Convocatoria
CENTRO: Facultad de Física
Fecha:
15/9/2016
Aula:
Magna
Hora:
9:30
CENTRO: Facultad de Física
Diciembre
Fecha:
26/11/2015
Aula:
Magna
Hora:
16:0
TRIBUNALES ESPECÍFICOS DE EVALUACIÓN Y APELACIÓN
Curso académico: 2015/2016
Última modificación: 2015-09-15
6 de 8
Presidente:
ANTONIO CORDOBA ZURITA
Vocal:
SATURIO RAMOS VICENTE
Secretario:
MARIA DEL CARMEN GALLARDO CRUZ
Primer suplente:
FRANCISCO DE PAULA JIMENEZ MORALES
Segundo suplente:
MARIA DEL CARMEN LEMOS FERNANDEZ
Tercer suplente:
JOSE MARIA MARTIN OLALLA
ANEXO 1:
HORARIOS DEL GRUPO DEL PROYECTO DOCENTE
Los horarios de las actividades no principales se facilitarán durante el curso.
GRUPO: Grp Clases Teóricas-Prácticas Termodinámica. (930131)
Calendario del grupo
CLASES DEL PROFESOR: RAMOS VICENTE, SATURIO
Martes
Fecha:
Del 21/09/2015 al 15/01/2016
Aula:
AULA II (FISICA)
Hora:
De 18:30 a 19:30
Hora:
De 18:30 a 19:30
Hora:
De 18:30 a 19:30
Hora:
De 18:30 a 19:30
Hora:
De 18:30 a 19:30
Hora:
De 18:30 a 19:30
Miércoles
Fecha:
Del 21/09/2015 al 15/01/2016
Aula:
AULA II (FISICA)
Jueves
Fecha:
Del 21/09/2015 al 15/01/2016
Aula:
AULA II (FISICA)
Martes
Fecha:
Del 08/02/2016 al 03/06/2016
Aula:
AULA II (FISICA)
Miércoles
Fecha:
Del 08/02/2016 al 03/06/2016
Aula:
AULA II (FISICA)
Jueves
Fecha:
Del 08/02/2016 al 03/06/2016
Aula:
AULA II (FISICA)
Curso académico: 2015/2016
Última modificación: 2015-09-15
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Curso académico: 2015/2016
Última modificación: 2015-09-15
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