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Termodinâmica e Estrutura da Matéria

Código 8554
Ano 2
Semestre S2
Créditos ECTS 6
Carga Horária PL(30H)/TP(30H)
Área Científica Física e Química
Tipo de ensino --Presencial com recurso a e-learning.
Estágios --Não aplicável.
Objetivos Gerais e Resultados de Aprendizagem --É objectivo da Unidade Curricular a aquisição de conhecimentos teóricos e práticos de Termodinâmica úteis à Engenharia abrangendo: propriedades macroscópicas da matéria, leis, principios e relações da Termodinâmica, equações de estado, entropia, mudanças de fase e máquinas térmicas. --No final da Unidade Curricular o estudante deverá ser capaz de analisar, compreender e descrever matematicamente alguns fenómenos e relações elementares da Termodinâmica. Consequentemente será capaz de aplicar os princípios básicos da Termodinâmica em aplicações que envolvem calor, trabalho e entropia.
Conteúdos / Programa --Macrofísica e Microfísica. Reversibilidade e irreversibilidade. Entropia. Leis da Termodinâmica. Primeira lei, segunda lei e terceira lei. Equações de estado. Estados de equilíbrio. Variáveis de estado. Energia interna. Calor. Trabalho. Forças generalizadas. Parâmetros externos. Pressão. Temperatura. Quantidades extensivas e intensivas. Capacidade calorífica.
Gás perfeito. Gás de van der Walls. Energia do gás perfeito.
Potenciais termodinâmicos. Diferenciais. Variáveis naturais. Forças termodinâmicas.
Relações de Maxwell. Condições de extremo.
Mudanças de estado. Máquinas térmicas. Perpetuum mobile de segunda espécie. Eficiência de uma máquina térmica. Ciclo de Carnot. Limitações impostas pela segunda lei da Termodinâmica ao funcionamento de máquinas térmicas.
Potencial químico. Relação Duhem-Gibbs. Potencial químico do gás perfeito.
Transferência de partículas. Diagrama de fases. Curva de vaporização. Temperatura de ebulição. Equação de Clausius-Clapeyron.
Bibliografia / Fontes de Informação --Torsten Fliessbach, Curso de Física Estatística, 3. Edição, Fundação Calouste Gulbenkian, 2000.
Mark W Zemansky, Calor e Termodinâmica, 5. Edição, Guanabara Dois
Alan Cromer, Physics in Scince and Industry, McGraw-Hill, 1980.
F. Sears, M W Zewmansky, H D Young, Física – Volume 2, 2. Edição, Editora LTC, 1984.

Actividades de Ensino-Aprendizagem e Metodologias Pedagógicas --Esta unidade curricular tem a duração de um semestre lectivo, envolvendo 64 horas de contacto com a equipa docente, 88 horas de trabalho autónomo e 8 horas para avaliação (total: 160 horas).
As aulas estão organizadas em aulas teóricas – T (exposição dos conteúdos programáticos, envolvendo também a apresentação de problemas) e aulas teórico-práticas – TP (aplicação dos conteúdos programáticos através da resolução de problemas práticos).
A avaliação é realizada em duas fases:
- Avaliação contínua: 2 testes teórico-práticos ao longo do semestre lectivo.
- Exame final (com parte teórica e parte prática) para os alunos admitidos.
Métodos e Critérios de Avaliação --A classificaçao de ensino aprendizagem (CEA) consiste em:
• 2 testes escritos com 100% da CEA
• A assiduidade será controlada. Os alunos deverão frequentar pelo menos 50% das aulas (T+TP).
Língua Português
Data da última atualização: 2014-08-07
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