Planeamento
Aulas do tipo Teórico
Aula no. 1
Aula de apresentação da disciplina: modo de funcionamento, programa, bibliografia e avaliação.
Aula no. 2
Não houve aula na sala 3.1.13 devido à sessão de boas vindas aos alunos do primeiro ano.
Aula no. 3
Introdução à termodinâmica. A noção de limite termodinâmico. Propriedades extensivas e intensivas.
Aula no. 4
A equação de estado do gás ideal; Energia interna; Calor; Equilíbrio térmico
Aula no. 5
Equilíbrio térmico e a Lei Zero da termodinâmica.
Aula no. 6
Conceito de sistema termodinâmico. Equilíbrio termodinâmico. Tempo de relaxação e tempo característico.
Processo quasi-estático.
Aula no. 7
Processos reversíveis e irreversíveis. Trabalho em processos quasi-estáticos. A primeira lei da termodinâmica.
Aula no. 8
Diferenciais exatas e não exatas. Exemplos. Reescrevendo a primeira lei da termodinâmica. Capacidade calorifica a volume constante.
Aula no. 9
Cálculo da capacidade calorífica a volume constante e a pressão constante para o gás ideal. Expansão isotérmica.
Aula no. 10
Expansão adiabática e índice adiabático. Estudo comparativo da expansão isotérmica e expansão adiabática do gás ideal.
Aula no. 11
Ciclo de Carnot e máquinas de calor.
Aula no. 12
Máquinas de calor e de frio. A segunda Lei da termodinâmica. Equivalência entre os postulados de Kelvin e Clausius.
Aula no. 13
Entropia (introdução).
Aula no. 14
Processos irreversíveis e o teorema de Clausius: Um novo enunciado para a segunda lei.
Aula no. 15
Entropia. Processos irreversíveis. Um novo enunciado para a segunda lei e a primeira Lei: A equação fundamental da termodinâmica.
Aula no. 16
Aplicações do conceito de entropia e da segunda lei: Expansão de Joule. Sistemas em contacto térmico.
Aula no. 17
Introdução aos potenciais termodinâmicos e principios de extremo: energia interna e entalpia.
Aula no. 18
Energia livre de Helmholtz e energia livre de Gibbs. Relações de Maxwell.
Aula no. 19
O potencial químico.
Aula no. 20
A equação de Euler e a relação de Gibbs-Duhem.
Aula no. 21
A equaçao de Euler (cont). A equação de Gibbs-Duhem. Aplicação da equação de Euler e Gibbs-Duhem (cálculo da equação de estado da etropia do gás ideal). Transformadas de Legendre.
Aula no. 22
Transformadas de Legendre (continuação). Introdução às transições de fase.
Aula no. 23
Diagrama de fases. Ponto triplo e ponto crítico. Transições de fase de primeira e segunda ordem. Calor latente.
Aula no. 24
A transição liquido-gas. Dedução da equação de estado de van der Waals.
Aula no. 25
Análise da isotérmica de van der Waals abaixo da temperatura crítica – construção de Maxwell. Ponto crítico.
Aula no. 26
A equação de Clayperon.
Aula no. 27
A termodinâmica para além do gás ideal.
Revisões de probabilidades e estatística.
Distribuição de Boltzmann.
Aula no. 28
O teorema da equipartição .
Aula no. 29
Introdução à teoria cinética dos gases.
Cálculo da distribuição de vx
Aula no. 30
Dedução
da distribuição
de Maxwell-Boltzmann para
o módulo
da velocidade,
v.Cálculo do valor médio de v. Cálculo da energia cinética média de uma partícula no contexto da teoria cinética - comparação com o resultado do teorema da equipartição.
Aula no. 31
Dedução da equação do gás ideia no contexto da teoria cinética dos gases.
Aula no. 32
Resolução dos problemas 1-3 da série 4.
Aula no. 33
Teoria cinética dos gases: Resolução dos exercícios 4, 6, 7 da série 4.
Aula no. 34
Teoria cinética dos gases: Resolução dos exercícios 8-10 da série 4.
Aula no. 35
Resolução dos exercícios 11 e 12 da série 4. Secção transversal de colisão.
Aula no. 36
Teoria cinética dos gases: tempo médio de colisão.
Aula no. 37
Teoria cinética dos gases: O livre percurso médio. A terceira lei da termodinâmica.
Aula no. 38
Revisões.
Aula no. 39
Matéria extra: temperatura absoluta negativa.
Aula no. 40
Não houve aula. O programa foi integralmente executado em 37 aulas, tendo-se usado a aula 38 p/ revisões e a aula 39 para dar matéria extra.