Termodinâmica

Conhecimentos de Base Recomendados

Análise Matemática. 

Métodos de Ensino

Aulas de apresentação dos conceitos fundamentais, com o enquadramento adequado a esta disciplina.
Aulas de discussão /resolução de problemas onde se procura ligar os conceitos abordados a situações práticas, como as máquinas térmicas e estimativas acerca das grandezas físicas específicas do âmbito da Termodinâmica.
Apoio ao trabalho individual dos estudantes no sentido de estes desenvolverem trabalho de recolha de informação teórica e experimental, e de análise e sistematização dessa informação.

Resultados de Aprendizagem

Aprofundamento dos conhecimentos numa área fundamental da ciência e da engenharia que é a Termodinâmica. 

Capacidade para procurar e utilizar bibliografia, organizando um conjunto consistente de informações relativas a esta área do conhecimento.

Capacidade para resolver problemas, incluindo o desenvolvimento de competências matemáticas adequadas para esse fim.

Capacidade para montar, realizar e analisar os resultados de experiências simples relacionadas com o conteúdo da disciplina.

Contribuição para o aumento da cultura geral científica, motivador para o estudo de outras áreas em que a Termodinâmica tem importantes aplicações.

Competência em gestão da informação

Competência em raciocínio crítico

Competência em aplicar na prática os conhecimentos teóricos

Competência em análise e síntese

Preocupação com a qualidade

Competência em comunicação oral e escrita

Conhecimento de uma língua estrangeira

Competência para resolver problemas.

Estágio(s)

Não

Programa

1 - Conceitos fundamentais

Sistemas e variáveis termodinâmicas. Equilíbrio e processos termodinâmicos. Equação de estado e equação de energia interna.

2 - Lei Zero

Temperatura. Equilíbrio térmico. Termómetros e escalas de temperatura. Pontos fixos. Escala Kelvin. Ponto triplo da água. Conceito microscópico de temperatura. Coeficientes de expansividade volumétrica e compressibilidade isotérmica.

3 - Primeira Lei

Trabalho e calor. Capacidades térmicas a pressão e a volume constante. Entalpia. Energia interna dos gases perfeitos. Equipartição da energia. Processos de transferência de calor. Transições de fase.

4 - Segunda Lei

Máquinas térmicas cíclicas. Ciclo de Carnot. Entropia. Teorema de Clausius. Ciclos reversíveis e irreversíveis. Relação fundamental da termodinâmica. Funções de Helmholtz e de Gibbs. Potenciais termodinâmicos. Relações de Maxwell. Princípios da entropia máxima e da energia interna mínima.

5 - Terceira lei

Enunciados de Nernst e de Planck.

Métodos de Avaliação

Avaliação
Exame: 100.0%

Bibliografia

1. M.W. Zemansky e R.H. Dittman,  "Calor e Termodinâmica" Ed. Guanabara Dois, Rio de Janeiro (1978).
2. F.W. Sears e G. L. Salinger,  "Termodinâmica, Teoria cinética e Termodinâmica Estatística" Ed. Guanabara Dois, Rio de Janeiro (1978).
3. J. Guémez, C. Fiolhais e M. Fiolhais, "Fundamentos de Termodinâmica do Equilíbrio", Serviço de Educação da Fundação Calouste Gulbenkian (1998), Lisboa.
4. Moran, M. J., Shapiro, H. N., Boettner, D. D., & Bailey, M. B. (2020). Fundamentals of engineering thermodynamics. 9^th Edition, John Wiley & Sons.