2^o semestre de 2016

Prof. Jürgen Stilck

Sala: 412 (torre nova)

Tel.: 2629-5828

End. Eletrônico: jstilck@if.uff.br

1) Princípio de Joule: trabalho, calor, conservação da energia, primeira lei da Termodinâmica.

2) Princípio de Carnot: temperatura, entropia, gás ideal, processos cíclicos.

3) Princípio de Clausius-Gibbs: coeficientes termodinâmicos, estabilidade termidinâmica, segunda lei da termodinâmica.

4) Potenciais termodinâmicos: consistência das equações de estado, identidades, aplicações, propriedades dos gases.

5) Princípio de Nernst-Planck: postulado de Nernst, capacidade térmica dos sólidos, postulado de Planck, terceira lei da Termodinâmica.

6) Teoria cinética: princípios da teoria cinética e conexões entre a termodinâmica e a mecânica estatística.

7) Transições de fase em substâncias puras: substâncias puras, transições de primeira ordem, ponto crítico, teoria de van der Waals, comportamento crítico.

O curso será dividido em três módulos. Em cada módulo, serão aplicados um teste e uma prova. Além disso, os alunos devem resolver listas de exercícios. Haverá atividades de leitura prévia em casa de textos distribuídos aos alunos e a participação deles nas discussões que serão realizadas no início de algumas aulas serão também avaliadas. Assim, a cada módulo do curso será atribuída uma nota , onde é a nota do teste e a avaliação da participação do aluno nas atividades de leitura e discussão. Nos testes será proposto um único exercício fortemente correlacionado com algum exercício que conste de uma lista recente. A nota referente a cada um dos três conjuntos de prova regular e teste será obtida pela média ponderada: Ni=0,9 Pi+0,1 Qi, i=1,2,3 onde Pi e Qi são as notas obtidas na prova regular e na média ponderada do teste e da nota de participação, respectivamente. No final do período, será aplicada uma prova de reposição, cuja nota substituirá a menor das três notas Ni. A nota final será a média aritmética

NF=(N1+N2+N3)/3.

Alunos com nota final igual ou superior a 6 estarão aprovados. Finalmente, aqueles alunos que obtiverem uma nota final igual ou superior a 4 e inferior a 6 poderão realizar uma prova de verificação suplementar e serão aprovados se obtiverem nota igual ou superior a 6 nessa prova.

• T1: 14/9.

• P1: 5/10.

• T2: 7/11.

• P2: 28/11.

• T3: 14/12.

• P3: 9/1.

• PR: 11/1.

• VS: 16/1.

Na maior parte do curso, seguiremos de perto o livro Termodinâmica, de Mário J. de Oliveira (Editora Livraria de Física, São Paulo, 2005, segunda edição datada de 2012). Esse livro, apesar de seguir a ordem histórica da evolução da termodinâmica na sua apresentação, discute os aspectos mais formais como a relação da convexidade das funções termodinâmicas com a estabilidade termodinâmica, por exemplo. Referências adicionais são:

• Equilibrium Thermodynamics, C. J. Adkins, McGraw-Hill, UK, 1968: este livro aborda a termodinâmica de maneira semelhante ao livro-texto, ressaltando os fundamentos experimentais da termodinâmica. Também ressalta a natureza macroscópica dessa parte da física, que a torna independente da estrutura microscópica da matéria.

• Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics, H. B. Callen, Wiley, New York, 1985: é um livro clássico que apresenta a termodinâmica de maneira axiomática, bastante formal. Portanto, nesse aspecto é distinto dos dois textos mencionados acima. É indicado para os estudantes que queiram se aprofundar um pouco mais no tema.

• Thermal Physics, C. Kittel, Wiley, New York, 1969.

• Thermodynamics, E. Fermi, Prentice Hall, New York, 1937.

• Thermodynamics, Kinetic Theory, and Statistical Thermodynamics, F. W. Sears and G. L. Salinger, Addison-Wesley, Reading, 1975.

• Fundamentals of Statistical and Thermal Physics, F. Reif, McGraw-Hill, New York, 1965.

Uma introdução em nível mais elementar ao tema pode ser encontrada no volume 2 do Curso de Física Básica, de H. M. Nussenzveig (Editora Edgard Blücher, São Paulo, 2002). Finalmente, estará disponível na página do curso uma tradução dos capítulos iniciais do livro Generalized Thermodynamics, de L. Tisza (MIT Press, Cammbridge Mass., 1966), feita por Mario M. Rocha e S. R. Salinas, onde é discutida a evolução histórica dos conceitos básicos da termodinâmica.

O arquivo .pdf do plano de curso com informações sobre programa, bibliografia e avaliação pode ser encontrado aqui: plano de curso