MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO

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1 MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO PLANO DE ENSINO Ano Semestre letivo 2016 Primeiro 1. Identificação Código 1.1 Disciplina: Termodinâmica Unidade:Instituto de Física e Matemática IFM 1.3 Responsável: Departamento de Física DEPFIS 1.4 Curso(s) atendido(s)/semestre do curso: Licenciatura em Física/5 Semestre Professor regente: Carlos Alberto Vaz de Morais Junior 1.6 Carga horária total: 1.8 Caráter: 1.9 Currículo: Teórica: 68 horas-aula Exercícios: Prática: EAD: 1.7 Créditos:04 (quatro) ( x ) obrigatória ( ) optativa ( ) outro (especificar): ( x ) semestral ( ) anual 1.10 Local/horário Prédio 13 Sala 407 / Pré-requisito(s): Física Básica II e Cálculo III

2 2. Docência 2.1 Encargo didático semanal Teórica Prática Total Professor(es) 1.Carlos Alberto Vaz de Morais Junior 4 hs 4 hs Observações: 3. 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. 4. Objetivos 4.1. 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 que necessitem de conhecimentos de Termodinâmica. 5. Metodologia de ensino: O programa será desenvolvido por meio de aulas expositivas, aulas dedicadas à resolução de exercícios e questões. 6. Descrição do conteúdo/unidades (programa)

3 : CONCEITOS BÁSICOS DA TERMODINÂMICA 1. Conceito de temperatura. Escalas e medida de temperatura. 2. Equilíbrio Termodinâmico. 3. Diagrama pv e pvt para substâncias puras. Equação de estado. 4. Mudança de estado diferencial. Quantidades intensivas e extensivas. 5. Trabalho mecânico. Processo quase-estático e o cálculo do trabalho. I : CALOR E PRIMEIRA LEI. GÁS IDEAL E A TEORIA CINÉTICA. 1. Trabalho e calor. Trabalho adiabático e a formulação da primeira lei da termodinâmica. 2. Energia interna e forma diferencial da primeira lei. 3. Capacidades caloríficas e sua medida; 4. Processos de transferência de calor: condução, convecção e radiação. 5. Equação de estado de um gás ideal. Energia interna de um gás ideal. 6. Capacidade calorífica de um gás ideal. Processo adiabático de um gás ideal. 7. Teoria cinética de um gás ideal: distribuição de velocidades moleculares. 8. Equipartição da energia e o conceito de temperatura. II : SEGUNDA LEI, REVERSIBILIDADE E ENTROPIA. 9. Máquinas térmicas e o enunciado da segunda lei da termodinâmica. 10. Reversibilidade e irreversibilidade. Ciclo de Carnot e o teorema de Carnot. 11. Desigualdade de Clausius. Entropia de um gás ideal. Diagrama TS. 12. Entropia e seu Significado Microscópico. 13. Maximização da Entropia de um Universo e Equilíbrio Termodinâmicos. : POTENCIAIS TERMODINÂMICOS, RELAÇÕES DE MAXWELL E MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO. 14. Função U (S, V, N) e Postulados sobre seu Comportamento. 15. Relações de Euler e Conseqüências da Extensividade de U (S, V, N). 16. Potenciais Termodinâmicos como Transformações de Legendre. 17. Funções de Gibbs, Helmholtz, Entalpia e Potencial Químico. 18. Interpretação Física das Funções Termodinâmicas e de suas Variações. 19. Relações de Maxwell. Relações Termodinâmicas Gerais. 20. Caracterização dos Estados Físicos. Diagramas de Fase e Leis das Mudanças de Fase. Transições de Fase sem Calor Latente. 21. Equação de Clausius-Clapeyron.

4 7. Cronograma de execução Semana Data Tópico abordado Prática/teórica 1ª 14/03/ /03/2015 2ª 21/03/ /03/2015 3ª 28/03/ /03/2015 4ª 04/04/ /04/2015 5ª 11/04/ /04/2015 6ª 18/04/ /04/2015 7ª 25/04/ /04/2015 8ª 02/05/ /05/2015 9ª 09/05/ /05/ ª 16/05/ /05/ ª 23/05/ /05/ ª 30/05/ /06/2015 I I I I II II II II

5 13ª 06/06/ /06/ ª 13/06/ /06/ ª 20/06/ /06/ ª 27/06/ /06/ ª 04/07/ /07/ Atividades discentes Resolução de listas de exercícios. Avaliações. 9. Critérios de avaliação Serão realizadas três (3) provas escritas, sendo permitido a cada aluno optar por uma prova optativa, associada à área do conteúdo em que o estudante obteve a menor nota, com a prevalência da maior nota. A média semestral será constituída pela média aritmética das três (3) unidades. 10. Bibliografia Básica: ZEMANSKY, Mark W. Calor e Termodinâmica. Rio de Janeiro: Editora Guanabara Dois, CALLEN, Herbert B. Thermodynamics and na Introduction to Thermostatistics, Second Edition. New York: John Wiley & Sons, FINN, C.B.P. Thermal Physics. London: Chapman and Hall, 1993.

6 10.2. Complementar OLIVEIRA, Mário J., Termodinâmica. Editora Livraria da Física, São Paulo, FERMI, E. Thermodynamics. New York: Dover, WALLACE, J. M., HOBBS, P. V., Atmospheric Science, An Introductory Survey. Academic Press, San Diego, SALINAS, S.R.A. Introdução à Física Estatística. São Paulo: Edusp, 1997.

7 11. Aprovações Os casos omissos neste Plano de Ensino serão previamente resolvidos entre os discentes e o Professor Regente, ou sob sua supervisão, e, posteriormente, pelo corpo docente da instância responsável pela disciplina. ASSINATURAS: Professor responsável Professor regente Instância responsável* * Departamento ou colegiado ou câmara de ensino ou outra modalidade, de acordo com a estrutura administrativa de cada unidade acadêmica.