CURSO: TERMODINAMICA Y TEORIA CINETICA TRADUCCION: THERMODYNAMICS AND KINETIC THEORY SIGLA: FIZ0211 CREDITOS: 10 MODULOS: 04 CARACTER: MINIMO DISCIPLINA: FISICA I.DESCRIPCION II.OBJETIVOS 1. Estudiar y comprender los conceptos clasicos de la Termodinamica, la descripcion de la materia macroscopica y derivacion de sus propiedades en terminos de conceptos estadisticos aplicados a sus constituyentes microscopicos. III.CONTENIDOS 1. Termodinamica clasica. 1.1. Temperatura. 1.1.1. Equilibrio termico. 1.1.2. Termometro de Mercurio, escala Celsius (C). 1.1.3. Termometro de Gas, escala absoluta (K). 1.1.4. Gases ideales. 1.2. Calor y Primera Ley - Conservacion de Energia. 1.2.1. Calor especifico y capacidad calorica. 1.2.2. Calor latente y transiciones de fase. 1.2.3. Experimento de Joule y Primera Ley. 1.2.4. Energia interna. 1.2.5. Trabajo, diagramas PV, Procesos cuasiestaticos. 1.2.6. Capacidad calorica de gases ideales. 1.2.7. Expansion adiabatica. 1.3. Transferencia de Calor. 1.3.1. Conduccion. 1.3.2. Radiacion de cuerpo negro. 1.4. Segunda Ley - Formulacion axiomatica. 1.4.1. Estados de equilibrio. 1.4.2. Paredes adiabaticas, rigidas, impermeables. 1.4.3. El postulado de la entropia maxima. 1.5. Condiciones de equilibrio. 1.5.1. Parametros intensivos (Temperatura, presion...). 1.5.2. Ecuaciones de estado. 1.5.3. Equilibrio termico, mecanico y ante flujo de materia. 1.6. Estructura formal y ejemplos. 1.6.1. Relaciones de Euler. 1.6.2. Relaciones de Gibbs-Duhem. 1.6.3. Resumen estructura formal. 1.6.4. Gases ideales, Van der Waals, y radiacion electromagnetica. 1.7. Procesos reversibles, Teorema de maximo trabajo. 1.7.1. Teorema de maximo trabajo. 1.7.2. Maquinas termodinamicas (Motor, Refrigerador y bomba de calor). 1.7.3. Ciclo de Carnot. 1.8. Potenciales termodinamicos. 1.8.1. Energia minima. 1.8.2. Transformaciones de Legendre. 1.8.3. Potenciales termodinamicos. 1.8.4. Principio de extremo en las formulaciones alternativas. 1.8.5. Potenciales de Helmholtz, Entalpia, Gibbs. 1.8.6. Relaciones de Maxwell. 1.9 Estabilidad y transiciones de fase de primer orden. 2. Teoria cinetica de los gases. 2.1. Descripcion microscopica de sistemas macroscopicos. 2.1.1. Estructura granular (atomica, molecular) de la materia. 2.1.2. Fluctuaciones, irreversibilidad y tendencia al equilibrio como conceptos estadisticos. 2.2. Probabilidades y estadistica. 2.2.1. El concepto de probabilidad. 2.2.2. Relaciones elementales entre probabilidades. 2.2.3. Distribuciones de probabilidades (discretas y continuas en 1 a 3 dimensiones), valores medios y dispersiones. 2.2.4. Distribuciones binomial, de Poisson y de Gauss. 2.3. Descripcion estadistica de un gas. 2.3.1. Funcion distribucion de particulas en el espacio de fase: calculo de densidades y flujos. 2.3.2. Gases ideales en equilibrio: distribucion de Maxwell-Boltzmann, presion del gas. 2.3.3. Colisiones: seccion eficaz de scattering, camino libre medio. 2.3.4. Coeficientes de transporte para un gas con colisiones. IV.METODOLOGIA - Clases expositivas - Laboratorios V.EVALUACION - Tareas. - Interrogaciones. - Examen final. IV.BIBLIOGRAFIA Callen, H. Thermodynamics. Wiley, 1985. Fermi, E. Thermodynamics. Dover, 1936. Golden, S. Elements of the Theory of Gases. Addison-Wesley, 1964. Reif, F. Fisica Estadistica. Berkeley Phisics Course. Vol. 5. Reverte, 1996. Riedi, P. C. Thermal Physics: An Introduction to Thermodynamics, Statistical Mechanics and Kinetic Theory. 2? Ed. Oxford, 1988. Sears, F. W. & G. L. Salinger. Termodinamica, Teoria Cinetica y Termodinamica Estadistica. Reverte, 1978. Tipler, F. Fisica. 4? Ed. Freeman. Zemansky, M. W. Calor y Termodinamica. McGraw-Hill, 1957. PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE FACULTAD DE FISICA / Enero 2013