Ficha de Componente Curricular

OBJETIVOS

Habilitar o aluno a identificar os tópicos fundamentais da termodinâmica e resolver problemas correlatos. 

Ementa

Conceitos básicos e postulados. Condições de equilíbrio. Algumas relações formais e exemplos de sistemas termodinâmicos. Processos reversíveis e irreversíveis. Formulações alternativas e transformadas de Legendre. Princípios de extremo para as diferentes formulações da termodinâmica. Relações de Maxwell.

PROGRAMA

1 CONCEITOS BÁSICOS E POSTULADOS 

1.1 Sistemas termodinâmicos 

1.2 Estados de equilíbrio 

1.3 Variáveis de estado 

1.4 Sistemas simples 

1.5 Energia interna 

1.6 Definição quantitativa do calor 

1.7 O problema básico da Termodinâmica 

1.8 Postulado de máxima entropia 

2 CONDIÇÕES DE EQUILÍBRIO 

2.1 Transformações de Legendre da energia interna - potenciais termodinâmicos 

2.2 Potencial de Helmholtz 

2.3 Entalpia 

2.4 Potencial de Gibbs 

2.5 Transformações de Legendre da entropia 

2.6 Funções de Massieu generalizadas  

3 ALGUMAS RELAÇÕES FORMAIS E EXEMPLOS DE SISTEMAS   TERMODINÂMICOS 

3.1 Equação de Euler 

3.2 Relação de Gibbs-Duhem 

3.3 Integração das equações de Estado 

3.4 Exemplos de sistemas termodinâmicos simples 

4 PROCESSOS REVERSÍVEIS E IRREVERSÍVEIS 

4.1 Processos possíveis e impossíveis 

4.2 Processos quase-estáticos 

4.3 Processos reversíveis 

4.4 Teorema do máximo trabalho 

4.5 Motores térmicos 

4.6 Ciclo de Carnot 

4.7 Medida da temperatura e da entropia 

4.8 Refrigeradores e bombas de calor 

5  FORMULAÇÕES ALTERNATIVAS E TRANSFORMAÇÕES  DE  LEGENDRE 

5.1 Transformações de Legendre da energia interna - potenciais termodinâmicos 

5.2 Potencial de Helmholtz 

5.3 Entalpia  

5.4 Potencial de Gibbs 

5.5 Transformações de Legendre da entropia 

5.6 Funções de Massieu generalizadas 

6 PRINCÍPIOS DE EXTREMO E REPRESENTAÇÃO DAS TRANSFORMAÇÕES   DE LEGENDRE  

6.1 Princípios de mínimo para potenciais termodinâmicos 

6.2 Princípios de máximo para funções de Massieu 

7 RELAÇÕES DE MAXWELL 

7.1 Definição das relações de Maxwell 

7.2 Redução das derivadas termodinâmicas 

8 NOÇÕES BÁSICAS DE FÍSICA ESTATÍSTICA 

8.1 Descrição estatística de um sistema físico 

8.2 Ensemble microcanônico, canônico, Gran canônico 

8.3 Aplicações 

BIBLIOGRAFIA BÁSICA

CALLEN, H. B. Thermodynamics and an introduction to thermostatistics. New York: John Wiley & Sons, 1960.

REIF, F. Fundamentals of statistical and thermal physics. New York: McGrawHi l, 1981.

ZEMANSKY, M. W. Calor e termodinâmica. Rio de Janeiro: Guanabara Dois, 1978.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR

CHAVES, A. Física básica: gravitação, fluidos, ondas e termodinâmica. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2007.

FEYNMAN, R. P.; LEIGHTON, Robert B.; SANDS, Matthew L. Lições de física. Porto Alegre: Artmed: Bookman, 2019. 3 v. E-book. Disponível em: https://www.sistemas.ufu.br/biblioteca-gateway/minhabiblioteca/9788582605011. Acesso em: 19 set. 2022.

LUIZ, A. M. Termodinâmica: teoria & problemas. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2007.

NUSSENZVEIG, H. M. Curso de física básica. São Paulo: Edgard Blücher, 2002. v. 2.

SONNTAG, R. E.; BORGNAKKES., C.; VAN WYLEN, G. J. Fundamentos da termodinâmica. São Paulo: E. Blucher, 1998.

aprovação

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Documento assinado eletronicamente por João Carlos de Oliveira Guerra, Coordenador(a), em 17/04/2023, às 15:16, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.

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Documento assinado eletronicamente por José Maria Villas Boas, Diretor(a), em 18/04/2023, às 16:26, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.

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