NOMBRE: TERMOESTADÍSTICA
CLAVE: B
CICLO: 2-3 SEMESTRE
PERFIL DEL DOCENTE: DOCTOR EN CIENCIAS (FÍSICO/MATEMÁTICAS)
HRS./SEM.: 4 (4 hrs. en el Aula)
Objetivo:
Que el estudiante adquiera la habilidad y capacidad suficiente para
resolver problemas básicos en termodinámica y mecánica estadística aplicada.
1. Leyes de la termodinámica. La ley cero. Termometría. Ecuación de estado. Trabajo. Procesos cuasi-estáticos. Primera Ley de la termodinámica. Trabajo. Capacidades caloríficas. Conducción de calor. Segunda Ley de la termodinámica. Entropía. Maquinas térmicas. Relaciones de Euler y Gibbs-Duhem. Equilibrio de fases. Reacciones químicas. Construcción de Maxwell. Aplicaciones. Ecuación de van der Waals. Presión osmótica.
2. Potenciales termodinámicos. Principio de la entropía máxima. Entropía y potenciales termodinámicos. Transformaciones de Legendre. Energía libre. Entalpía. Entalpía libre. Relaciones de Maxwell.
3. Bases estadísticas de la termodinámica. Estados macroscópicos y microscópicos. Contacto entre termodinámica y estadística: número de estados y entropía. Gas ideal clásico. Paradoja de Gibbs.
4. Teoría de ensembles. Espacio fase clásico. Teorema de Liouville. Ensemble microcanónico. Estados cuánticos y el espacio fase. Ensemble canónico. Función de partición. Sistemas cásicos. Fluctuaciones de la energía. Sistema de osciladores armónicos. Temperaturas negativas. Ensemble Gran Canónico. Conservación del número de partículas. Equivalencia de ensembles.
5. Gases ideales cuánticos. Gas ideal de Bose. Densidad de estados. Números de ocupación. Modelos de Einstein y Debye de sólidos cristalinos. Condensación de Bose-Einstein. Gas ideal de Fermi. Gas de Fermi degenerado. Electrones en un metal. Emisión termoiónica. Paramagnetismo y diamagnetismo.
Bibliografía:
[1] Mark W. Zemansky y Richard H. Dittman, Calor y Termodinámica, 6ª Edición, McGraw-Hill, 1994.
[2]
Herbert B. Callen, Thermodynamics and
introduction to thermostatistics, Second Edition, John Wiley & Sons,
1985.
[3] R. K. Pathria, Statistical Mechanics, Second Edition, Butterworth-Heinemann, 2001.
[4] Walter Greiner, Ludwing Noise and Horst
Stöcker, Thermodynamics and Statistical
Mechanics, Springer, 2000.
Técnicas de enseñanza
sugeridas
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Exposición
oral |
( |
X |
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Exposición
audiovisual |
( |
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Ejercicios
dentro de clase |
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X |
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Seminarios |
( |
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Lecturas
obligatorias |
( |
X |
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Trabajos de
investigación |
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Prácticas
en taller o laboratorio |
( |
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Prácticas
de campo |
( |
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) |
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Otras: |
( |
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) |
Elementos de evaluación
sugeridos
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Exámenes
parciales |
( |
X |
) |
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Exámenes
finales |
( |
X |
) |
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Trabajos y
tareas fuera del aula |
( |
X |
) |
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Participación
en clase |
( |
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) |
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Asistencia
a prácticas |
( |
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) |
|
Otras: |
( |
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) |
Metodología: Habrá exposiciones por parte del
profesor utilizando tanto el pizarrón como acetatos, diapositivas, cañón o
videos. También los alumnos participarán en la exposición de temas que el
profesor considere pertinentes. En todo caso se promoverá la discusión y
participación de los estudiantes.
Libros de texto: Refs. [1], [2] y [3].
Lecturas obligatorias se recomiendan:
Evaluación:
Se evaluará con un porcentaje de
ponderación del 50% de los exámenes parciales, el 10% de un examen final, el
30% de los trabajos y tareas y el 10%
del reporte de las lecturas obligatorias. Todos estos elementos deberán
retroalimentar la práctica docente para mejorar la eficiencia y disminuir la
reprobación.