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Início do conteúdo
Termodinâmica

Termodinâmica

Curso Licenciatura em Matemática
Disciplina Termodinâmica
Caráter Optativa
Pré-requisito Física Básica III (0090115)e Cálculo III (0100018)
Código 0090118
Depto. Física
CHT 68 h
Créditos 04(quatro)
Natureza 04 aulas teóricas
Prof. Resp.
Objetivos

GERAIS: Proporcionar aos alunos conhecimentos básicos de termodinâmica, através de um tratamento rigoroso, formando a base para estudos nos campos das Ciências Exatas e Aplicadas.

ESPECÍFICOS: Dar o embasamento para o prosseguimento de estudos posteriores em Física.

Ementa Conceitos Básicos da Termodinâmica; A Primeira Lei da Termodinâmica; A Segunda Lei da Termodinâmica e Entropia; Potenciais Termodinâmicos, Relações de Maxwell e Relações Termodinâmicas Gerais; Mudanças de Estado Físico; Introdução à Termodinâmica na Linguagem das Variáveis Extensivas; Noções de Termodinâmica Estatística.
Programa

CONCEITOS BÁSICOS DA TERMODINÂMICA

Equilíbrio Termodinâmico

Variáveis de Equilíbrio: Variáveis Intensivas e Extensivas

Processos Termodinâmicos

Energia Interna, Trabalho e Calor

Modelo de Gás Ideal e sua Aplicação ao Ar Seco e Úmido. Noção de Temperatura Virtual. Introdução ao Uso de Cálculo em Várias Variáveis à Termodinâmica.

Elementos de Teoria Cinética dos Gases. Teorema da Equipartição e Distribuição das Velocidades Moleculares. Caminho Livre Médio.

Processos Quasestáticos e Reversíveis. Trabalho em Transformações Quasestáticas em Fluidos.

 

A PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA

Experiência de Joule

A Primeira Lei da Termodinâmica e Aplicações

Calores Específicos, Entalpia

Processos Adiabáticos. Noção de Temperatura Potencial

 

A SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA E ENTROPIA

Entropia e seu Significado Microscópico

Maximização da Entropia de um Universo e Equilíbrio Termodinâmico. Exemplos.

Máquinas Térmicas

Ciclo de Carnot. Teorema de Carnot

Enunciados de Kelvin e Clausius

Escala Termodinâmica de Temperaturas

Desigualdade de Clausius

 

POTENCIAIS TERMODINÂMICOS, RELAÇÕES DE MAXWELL E RELAÇÕES TERMODINÂMICAS GERAIS

Funções de Gibbs, Helmholtz, Entalpia e Potencial Químico

Interpretação Física das Funções Termodinâmicas e de suas Variações

Relações de Maxwell

Relações Termodinâmicas Gerais

 

MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO

Caracterização dos Estados Físicos

Diagramas de Fase e Leis das Mudanças de Fase

Transições de Fase sem Calor Latente

Equação de Clausius-Clapeyron

 

INTRODUÇÃO À TERMODINÂMICA NA LINGUAGEM DAS VARIÁVEIS EXTENSIVAS

– Função U (S, V, N) e Postulados sobre seu Comportamento

– Relações de Euler e Conseqüências da Extensividade de U (S, V, N)

– Potenciais Termodinâmicos como Transformações de Legendre

 

NOÇÕES DE TERMODINÂMICA ESTATÍSTICA

– Probabilidade Termodinâmica e Entropia, Noção de Funções de Partição

– Aplicações Simples

 

Bibliografia

Básica

FINN, C.B.P. Thermal Physics. London: Chapman and Hall, 1993.

ZEMANSKY, Mark W. Calor e Termodinâmica. Rio de Janeiro: Editora Guanabara Dois, 1978.

FERMI, E. Thermodynamics. New York: Dover, 1936.

 

Complementar

CALLEN, Herbert B. Thermodynamics and na Introduction to Thermostatistics, Second Edition. New York: John Wiley & Sons, 1985.

SALINAS, S.R.A. Introdução à Física Estatística. São Paulo: Edusp, 1997.

WALLACE, J. M., HOBBS, P.V., Atmospheric Science, An Introductory Survey. Academic Press, San Diego, 1977.