Créditos ECTS Créditos ECTS: 6
Horas ECTS Criterios/Memorias Trabajo del Alumno/a ECTS: 99 Horas de Tutorías: 3 Clase Expositiva: 24 Clase Interactiva: 24 Total: 150
Lenguas de uso Castellano, Gallego
Tipo: Materia Ordinaria Grado RD 1393/2007 - 822/2021
Departamentos: Física Aplicada
Áreas: Física Aplicada
Centro Facultad de Física
Convocatoria: Segundo semestre
Docencia: Con docencia
Matrícula: Matriculable
Cursada esta materia los estudiantes deberán ser capaces de:
• Aplicar con propiedad los argumentos y métodos de la Termodinámica del equilibrio al estudio de determinados sistemas de interés (gases, transiciones de fase, sistemas reactivos, eléctricos y magnéticos,…), con especial énfasis en los principios en los que se fundamentan, así como los límites de su aplicabilidad.
• Aplicar el formalismo termodinámico a sistemas fuera del equilibrio.
• Interpretar las propiedades termodinámicas macroscópicas de sistemas gaseosos a partir del análisis del movimiento molecular.
• Utilizar con destreza el formalismo termodinámico para el análisis y la resolución de problemas enmarcados en los citados contextos, aplicando con rigor y creatividad los conocimientos adquiridos.
• Alcanzar un razonamiento crítico y de asociación que posibiliten un aprendizaje autónomo y continuo.
Los contenidos fijados para esta asignatura nos permiten agruparlos para su desarrollo en tres bloques diferenciados entre sí, aunque nítidamente interrelacionados.
Una vez establecidos y discutidos en la asignatura Fundamentos de Termodinámica los fundamentos y el formalismo general de esta rama de la Física, el primer objetivo que se plantea es mostrar cómo aplicar dicho formalismo al estudio de diversos sistemas, no sólo por el interés particular que puedan presentar cada uno de ellos, sino también como ilustración tanto de la capacidad de aplicación del método desarrollado a numerosos problemas prácticos, como de la relación que tiene esta parte de la ciencia con experiencias conocidas y su incidencia sobre otras ramas de la Física en particular y de la Ciencia en general.
Otro de los objetivos es mostrar cómo se puede aplicar el formalismo termodinámico a sistemas que se encuentren en estados fuera del equilibrio, aunque no muy alejados de éste. La teoría desarrollada para la descripción de estos procesos se conoce generalmente como Termodinámica de los procesos irreversibles.
Por último, si bien el carácter fenomenológico de la termodinámica permite establecer numerosas propiedades de los sistemas físicos sin hacer uso de conceptos relativos a la estructura microscópica de los cuerpos, para un estudio más completo y profundo de determinados procesos se hace necesario recurrir a una descripción microscópica (molecular o estadística) de los sistemas. La descripción molecular pretende alcanzar una interpretación de las propiedades termodinámicas macroscópicas observables a partir del análisis del movimiento desordenado de las moléculas, aunque está sujeta a simplificaciones inevitables como cualquier modelo de estructura de la materia. A este método se le conoce como Teoría cinética de los gases. Mostrar los fundamentos de esta teoría y aplicarla al gas perfecto, constituye el tercero de los objetivos de esta materia.
* PLAN DE CONTINGENCIA
Escenarios II y III
Sin cambios
PROGRAMA DE LA MATERIA (según descriptores, ver págs. 17-18 de la Memoria para la solicitud de verificación del Grado en Física)
https://www.usc.es/gl/centros/fisica/programas.html?plan=12703
1. GASES IDEALES
Ecuación térmica de estado del gas ideal
Ecuación calórica de estado del gas perfecto
Transformaciones adiabáticas de un gas perfecto
Transformaciones politrópicas de un gas perfecto
Mezcla de gases perfectos
2. GASES REALES
Comportamiento de los gases reales. Coordenadas críticas
Estrangulación adiabática. Coeficiente Joule-Kelvin
Ecuaciones térmicas de estado: van der Waals y virial. Otras ecuaciones térmicas de estado.
Ley de los estados correspondientes. Diagramas de compresibilidad generalizados
Mezcla de gases reales
3. TRANSICIONES DE FASE
Condiciones de equilibrio para sistemas heterogéneos multicomponente. Regla de las fases de Gibbs
Clasificación de las transiciones de fase
Transiciones de fase de primer orden: ecuación de Clausius-Clapeyron
Aplicación de la ecuación de Clausius-Clapeyron a sistemas monocomponente
4. SISTEMAS REACTIVOS
Reacciones químicas. Grado de avance
Calor de reacción
Condiciones de equilibrio en sistemas reactivos. Regla de las fases
Constante de equilibrio
Principio de Le Châtelier
5. SISTEMAS ELÉCTRICOS Y MAGNÉTICOS
Consideraciones generales acerca de los sistemas eléctricos y de los sistemas magnéticos
Ecuaciones fundamentales y potenciales termodinámicos para sistemas eléctricos y para sistemas magnéticos
Coeficientes calóricos y coeficientes térmicos para sistemas eléctricos y para sistemas magnéticos
Efectos electrocalórico y magnetocalórico
Superconductividad
6. TERMODINÁMICA DE LOS PROCESOS IRREVERSIBLES
Procesos irreversibles
Fuerzas y flujos. Postulados de la TPI lineal
Ecuaciones de balance y de continuidad
Efectos termoeléctricos. Ecuaciones fenomenológicas
7. TEORÍA CINÉTICA DE LOS GASES PERFECTOS
Modelo de gas perfecto
Ecuación de estado del gas perfecto
Consecuencias de la ecuación cinética del gas perfecto
8. FUNCIONES DE DISTRIBUCIÓN
Funciones de distribución de velocidades
Función de distribución de la energía
Principio de equipartición de la energía
Alguna aplicación de la ley de distribución
Verificación experimental de la ley de distribución
9. FENÓMENOS DE TRANSPORTE
Frecuencia de colisión
Recorrido libre medio
Transporte de cantidad de movimiento. Viscosidad
Transporte de energía. Conductividad térmica
Transporte de masa. Difusión
Alguna de esta bibliografía se encuentra disponible en formato electrónico a través del servicio EZproxy. El profesorado de la materia pondrá en conocimiento del alumnado, a través del Aula Virtual, la disponibilidad de nuevo material bibliográfico en formato electrónico de acceso libre.
Bibliografía básica
• BIEL GAYE, J. Formalismo y métodos de la termodinámica. Vol 1 y 2. Ed. Reverté (1997 y 1998)
• CALLEN, H. B. Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics. (2ª ed.) Wiley (1985)
• ENGEL, T. y REID, P. Thermodynamics, Statistical Thermodynamics & Kinetics. (3ª ed.) Pearson (2013)
• HÖNIG, J.M. Thermodynamics (4ª ed.) Elsevier (2013)
• KONDEPUDI, D. y PRIGOGINE, I. Modern Thermodynamics (2ª ed.) Wiley (2015) también formato electrónico
• LUSCOMBE, J.H. Thermodynamics. CRC Press (2018) formato electrónico
Bibliografía complementaria
• GARCÍA-COLIN SCHERER, L. Problemario de termodinámica clásica. Trillas (2003)
• COX, H. y McQUARRIE, C.H. Problems and Solutions to accompany D.A. McQuarrie & J. Simon Molecular Thermodynamics. Univ. Science Books (1999)
• LIM, Y.-K. (editor) Problems and Solutions on Thermodynamics and Statistical Mechanics (compilación de problemas de universidades americanas). World Scientific (1990)
• ZAMORA CARRANZA, M. Termo II. 250 ejercicios y problemas .... Serv. Pub. Univ. de Sevilla (1998)
Recursos en red
https://phet.colorado.edu/es/simulations
http://www.youtube.com/watch?v=dHTSbgjJUCM u otras v=veFLTN13PGo …
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica_/estadistica/estadistica.htm
http://tigger.uic.edu/~mansoori/Thermodynamics.Educational.Sites_html
http://termograf.unizar.es/
Competencias específicas
CE1 - Tener una buena comprensión de las teorías físicas más importantes, localizando en su estructura lógica y matemática, su soporte experimental y el fenómeno físico que puede ser descrito a través de ellos.
CE2 - Ser capaz de manejar claramente los órdenes de magnitud y realizar estimaciones adecuadas con el fin de desarrollar una clara percepción de situaciones que, aunque físicamente diferentes, muestren alguna analogía, permitiendo el uso de soluciones conocidas a nuevos problemas.
CE5 - Ser capaz de realizar lo esencial de un proceso o situación y establecer un modelo de trabajo del mismo, así como realizar las aproximaciones requeridas con el objeto de reducir el problema hasta un nivel manejable. Demostrará poseer pensamiento crítico para construir modelos físicos.
CE6 - Comprender y dominar el uso de los métodos matemáticos y numéricos más comúnmente utilizados en Física
CE8 - Ser capaz de manejar, buscar y utilizar bibliografía, así como cualquier fuente de información relevante y aplicarla a trabajos de investigación y desarrollo técnico de proyectos
Competencias básicas, transversales y generales
Según consta en la Memoria de verificación del Grado en Física
CB1 - Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio
CB2 - Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio
CB3 - Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética
CB4 - Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado
CB5 - Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía
CT1 - Adquirir capacidad de análisis y síntesis
CT2 - Tener capacidad de organización y planificación
CT5 - Desarrollar el razonamiento crítico
CG1 - Conocer los conceptos, métodos y resultados más importantes de las distintas ramas de la Física, junto con cierta perspectiva histórica de su desarrollo.
CG2 - Tener la capacidad de reunir e interpretar datos, información y resultados relevantes, obtener conclusiones y emitir informes razonados en problemas científicos, tecnológicos o de otros ámbitos que requieran el uso de conocimientos de la Física.
CG3 - Aplicar tanto los conocimientos teóricos-prácticos adquiridos como la capacidad de análisis y de abstracción en la definición y planteamiento de problemas y en la búsqueda de sus soluciones tanto en contextos académicos como profesionales.
a.1) Clases de pizarra en grupo grande (expositivas).
Se expondrán de forma deductiva los contenidos teóricos de cada tema complementando el desarrollo en la pizarra con el apoyo de medios informáticos/audiovisuales y de material disponible en el Aula virtual, como instrumentos de aclaración y de complementariedad.
b.1) Clases de pizarra en grupo reducido (interactivas de seminario).
Clases fundamentalmente prácticas en la que se resolverán algunos de los problemas y ejercicios propuestos en los boletines, puestos a disposición del alumnado con suficiente antelación a través del Aula virtual. El objetivo es que el alumnado aplique los conocimientos teóricos adquiridos a la resolución de problemas, lo que le va a ayudar a asimilar los contenidos de esta materia. Es fundamental aquí la participación del alumnado, ya que esta participación va a permitir realizar parte de su evaluación continua.
c.1) Tutorías en grupos muy reducidos o individualizadas.
Están orientadas a la resolución de dudas y dificultades concretas de carácter teórico, conceptual y/o práctico, prestando una atención individualizada a la alumna o al alumno que lo necesite.
El sistema de evaluación consta de dos partes complementarias, ambas de realización obligatoria para poder obtener la máxima calificación en esta asignatura, que se detallan a continuación.
1) Evaluación continua (30%)
Objetivo: evaluar el proceso de aprendizaje del/de la alumno/a.
Esta evaluación se basará en: control de asistencia a clases (mínimo de asistencia a las clases presenciales: 85%) y participación activa en las mismas, asistencia a tutorías individualizadas, realización de diversas actividades programadas y puestas en conocimiento del alumnado, tales como pequeñas pruebas escritas individuales realizadas durante las clases (por sorpresa y aleatoriamente), entrega de problemas propuestos para su resolución, preparación de temas, búsquedas bibliográficas… y cualquier otra actividad complementaria implementada por el profesorado encargado de la docencia.
La no realización de alguna de las pruebas de evaluación continua propuestas implicará su no puntuación en la nota final. En el caso de que esta situación se produzca por una causa debidamente justificada (justificación de carácter oficial) se tratará de ofrecer una alternativa al alumnado afectado.
El alumnado repetidor no conserva la calificación de la evaluación continua (ni del curso anterior, ni hacia el curso próximo).
2) Evaluación individualizada (70%)
Objetivo: evaluar los conocimientos individuales adquiridos por el/la alumno/a.
Para ello se realizará un examen final presencial, en las fechas oficiales de exámenes fijadas por la Facultad de Física para estas titulaciones. Este examen estará compuesto tanto por cuestiones teóricas como por ejercicios prácticos, con el fin de evaluar los conocimientos adquiridos, tanto su comprensión como la asimilación reproductiva de los mismos. Este examen será calificado entre 0 y 10.
3) Evaluación global
La calificación global y definitiva de los alumnos en la primera oportunidad, será la suma ponderada de la nota del examen final (peso del 70%) con la nota de las actividades previstas en la evaluación continua (peso del 30% restante). Esta ponderación sólo se hará efectiva en el caso de que los alumnos cumplan con los requisitos de asistencia. En todo caso, para superar la materia, el alumno deberá alcanzar en la evaluación individualizada una calificación mínima de 4 (sobre 10) y en la evaluación global un mínimo de 5 (sobre 10). Si no se alcanzase una calificación mínima de 4 en el examen final, la calificación global obtenida no podrá ser superior a 4.
Para el caso de realización fraudulenta de las actividades incluidas en la evaluación individualizada y/o del examen final, será de aplicación la Normativa para la evaluación del rendimiento académico de los estudiantes y de revisión de calificaciones.
La calificación será de No presentado sólo en el caso de que el alumno no se presente al examen final de la materia.
Para la evaluación global relativa a la segunda oportunidad, se mantendrá la calificación obtenida en la evaluación continua (de ser efectiva) con idénticos condicionantes para la evaluación global que en la primera oportunidad.
TRABAJO PRESENCIAL EN EL AULA Horas
Clases de pizarra en grupo grande 32
Clases de pizarra en grupo reducido 24
Tutorías en grupos muy reducidos o individualizadas 4
Total horas trabajo presencial en el aula 60 (10h presenciales/ECTS)
TRABAJO PERSONAL DEL ALUMNO Horas
Estudio autónomo individual o en grupo 84
Escritura de ejercicios u otros trabajos 6
Total horas trabajo personal del alumno 90
Se insta a la/al alumna/o a que curse previamente las asignaturas de Fundamentos de Termodinámica y Métodos Matemáticos I a IV.
PLAN DE CONTINGENCIA ante un posible cambio de escenario
Objetivos: sin cambios
Contenidos: sin cambios
Material bibliográfico: sin cambios
Competencias: sin cambios
Metodología:
Escenario II
Si las medidas adoptadas por las autoridades sanitarias lo permiten, las clases expositivas se desarrolarán telemáticamente y las interactivas serán presenciales. En ambos casos se mantendrá el horario oficial de clases aprobado por la Facultad de Física. Si la limitación de aforo dictado por las autoridades sanitarias no permite que todo el alumnado asista a las clases interactivas presenciales, éstas se retransmitirán a través de la plataforma Teams. El alumnado asistirá por tandas a las clases presenciales, estando condicionado el número de alumnos/tanda a las normas en vigor en cada momento.
Se priorizará que las pruebas de evaluación sean presenciales frente a las clases interactivas presenciales. Dichas pruebas presenciales se celebrarán durante la hora de clase. Si debido a la realización de estas pruebas se perdiese un número de horas de clase inasumible, estas horas de clase podrán desarrollarse de forma no presencial síncrona.
Las tutorías podrán ser presenciales o telemáticas y requerirán cita previa.
Si, debido a las circunstancias sanitarias del momento, las autoridades académicas deciden implementar alguna otra medida más restrictiva, éstas serán seguidas en esta materia.
Escenario III
La docencia será telemática y las clases se desenvolverán de forma síncrona en el horario oficial de clase. El número de alumnos que puedan asistir de forma síncrona estará condicionada por las normas en vigor en cada momento. Se mantendrá el horario oficial de clases aprobado por la Facultad de Física.
Las tutorías serán telemáticas y requerirán cita previa.
Sistema de evaluación:
Escenario II:
Se mantiene el peso de la evaluación continua en la nota final, que será de un 30%, y el de la evaluación individualizada que será del 70%. Es preciso realizar la evaluación continua para poder alcanzar la máxima calificación en la evaluación global de esta asignatura.
En todo caso, para superar la materia, el alumno deberá alcanzar en la evaluación individualizada una calificación mínima de 4 (sobre 10) y en la evaluación global un mínimo de 5 (sobre 10). Si no se alcanzase una calificación mínima de 4 en el examen final, la calificación global obtenida no podrá ser superior a 4.
Las actividades de evaluación (controles y/o pruebas finales) serán presenciales. En el caso de que no se puedan realizar de forma presencial, si no pueden ser adelantadas o retrasadas, se realizarán telemáticamente a través de las herramientas institucionales, en cuyo caso el alumnado debe acreditar su identidad, así como disponer de medios telemáticos que permitan a la docente supervisar su realización, teniendo en cuenta las especificaciones técnicas, de seguridad y de protección de datos que determine la Secretaría General de la USC para tratar de asegurar la identidad del alumnado y el carácter personal de las pruebas. El profesorado podrá exigir una prueba oral complementaria al alumnado, en aquellos casos en los que sea preciso para garantizar una evaluación equitativa y objetiva.
Para los casos de realización fraudulenta de ejercicios o pruebas, será de aplicación lo recogido en el Art.16 de la Normativa para la evaluación del rendimiento académico de los estudiantes y de revisión de calificaciones.
Escenario III:
Las actividades de evaluación (controles y/o pruebas finales) serán telemáticas, aplicándose lo dispuesto en el párrafo anterior para este tipo de actividades.
Tiempo de estudio y trabajo personal: Sin cambios.
Recomendaciones para el estudio de la materia: sin cambios.
Gerardo Prieto Estévez
- Departamento
- Física Aplicada
- Área
- Física Aplicada
- Teléfono
- 881814039
- Correo electrónico
- xerardo.prieto [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Titular de Universidad
Maria Mercedes Pintos Barral
Coordinador/a- Departamento
- Física Aplicada
- Área
- Física Aplicada
- Teléfono
- 881814051
- Correo electrónico
- mercedes.pintos [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Catedrático/a de Universidad
| Lunes | |||
|---|---|---|---|
| 09:00-10:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula 0 |
| 16:00-17:00 | Grupo /CLE_02 | Castellano | Aula 6 |
| Martes | |||
| 09:00-10:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula 0 |
| 16:00-17:00 | Grupo /CLE_02 | Castellano | Aula 6 |
| Miércoles | |||
| 09:00-10:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula 0 |
| 16:00-17:00 | Grupo /CLE_02 | Castellano | Aula 6 |
| Jueves | |||
| 09:00-10:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula 0 |
| 16:00-17:00 | Grupo /CLE_02 | Castellano | Aula 6 |
| Viernes | |||
| 09:00-10:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula 0 |
| 16:00-17:00 | Grupo /CLE_02 | Castellano | Aula 6 |
| 30.05.2022 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 0 |
| 30.05.2022 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 130 |
| 30.05.2022 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 6 |
| 30.05.2022 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 830 |
| 05.07.2022 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 0 |
| 05.07.2022 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 6 |
| 05.07.2022 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 830 |