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Academic Year/course: 2023/24

447 - Degree in Physics

26922 - Thermodynamics


Syllabus Information

Academic year:
2023/24
Subject:
26922 - Thermodynamics
Faculty / School:
100 - Facultad de Ciencias
Degree:
447 - Degree in Physics
ECTS:
6.0
Year:
3
Semester:
First semester
Subject type:
Compulsory
Module:
---

1. General information

The main objective of thermodynamics is the knowledge of the general laws that govern the behaviour of matter as a system made up of a large number of particles, such as atoms or molecules, from which  thermal phenomena, which are those in which there is absorption or emission of heat, arise.

It starts from some fundamental postulates whose foundation was established historically in the 19th century by observation, but it is mentioned that Statistical Physics will be able to demonstrate them from the laws of Mechanics and statistical averages among many particles.

These approaches and objectives are aligned with the Sustainable Development Goals (SDGs) of the 2030 Agenda of United Nations (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/), in such a way that the acquisition of the learning results of the subject provides training and competence to contribute to some extent to their achievement. SDG 4: Quality education.

 

2. Learning results

The student, in order to pass this subject, must demonstrate the following results...

  • Calculate equilibrium parameters for different walls or ligatures.

  • Obtain fundamental relations from the equations of state and vice versa.

  • Calculate the performances of various thermodynamic devices.

  • Obtain thermodynamic potentials of different systems.

  • Obtain thermodynamic expressions from Maxwell's relations.

  • Obtain the basic characteristics of a discontinuous phase transition.

 

3. Syllabus

  • Historical Introduction to Thermodynamics.

  • Postulates of Thermodynamics

  • Equilibrium conditions.

  • Formal relationships and example systems.

  • Processes and Maximum Work Theorem.

  • Thermal Engines and Motors.

  • Alternative formulations.

  • Thermodynamic Potentials.

  • Maxwell Relationships.

  • Stability. Phase transitions.

  • Applications in magnetism, chemistry and materials.

  • Introduction to non-equilibrium thermodynamics.

 

4. Academic activities

They are organized in lectures (about 40 teaching hours), problem-solving classes (about 15 teaching hours) and a laboratory practice session (about four hours), plus the evaluation session (exam). Participatory methodologies are sought for students, especially in problem-solving classes. The rest of the hours associated with the credits of the subject are non-face-to-face, including the completion of problems and practice reports (see evaluation) and study.

The tutoring schedule will be agreed with the students at the beginning of the term.

 

5. Assessment system

The student must demonstrate that they has achieved the intended learning results through the following assessment activities:

Continuous evaluation (30%): It will consist of two parts.

1. Completion and delivery of problems proposed by the teacher throughout the term: 15% of the total grade.

2. Report of the laboratory practices performed: 15% of the total grade.

Written exam (70%):

In principle it will be done in writing and without the help of books, and will consist of answering a set of questions about problems, practical issues and theory, which will have an impact on the expected learning results.

This test will be evaluated on a maximum of 7 points, which added to the result of the continuous evaluation will give the final grade out of 10. In order to pass the subject the student must obtain a minimum grade of 2.8 points in the written exam and 5 in the final grade.

This is without prejudice to the student's right to request to be evaluated by means of a single global test. It will be considered that students opt for this option if they do not make a substantial part of the deliveries associated with the continuous evaluation.

 


Curso Académico: 2023/24

447 - Graduado en Física

26922 - Termodinámica


Información del Plan Docente

Año académico:
2023/24
Asignatura:
26922 - Termodinámica
Centro académico:
100 - Facultad de Ciencias
Titulación:
447 - Graduado en Física
Créditos:
6.0
Curso:
3
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Obligatoria
Materia:
---

1. Información básica de la asignatura

El principal objetivo de la Termodinámica es el conocimiento de las leyes generales que rigen el comportamiento de la materia como un sistemas formados por un gran número de partículas, como átomos o moléculas, del cual se desprenden los fenómenos térmicos, que son aquéllos en los que hay absorción o emisión de calor.

Se parte de unos postulados fundamentales cuyo fundamento fue establecido históricamente en el siglo XIX por observación, pero se menciona que la Física Estadística será capaz de demostrarlos a partir de las leyes de la Mécanica y promedios estadísticos entre muchas partículas.

Estos planteamientos y objetivos están alineados con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030 de Naciones Unidas (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/), de tal manera que la adquisición de los resultados de aprendizaje de la asignatura proporciona capacitación y competencia para contribuir en cierta medida a su logro. ODS 4: Educación de calidad.

2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados...

  • Calcular los parámetros de equilibrio para distintas paredes o ligaduras.
  • Obtener relaciones fundamentales a partir de las ecuaciones de estado y viceversa.
  • Calcular los rendimientos de diversos dispositivos termodinámicos.
  • Obtener potenciales termodinámicos de distintos sistemas.
  • Obtener expresiones termodinámicas a partir de las relaciones de Maxwell.
  • Obtener las características básicas de una transición de fase discontinua.

3. Programa de la asignatura

  • Introducción Histórica de la Termodinámica.
  • Postulados de la Termodinámica
  • Condiciones de equilibrio.
  • Relaciones formales y Sistemas ejemplo.
  • Procesos y Teorema de Trabajo Máximo.
  • Máquinas y Motores Térmicos.
  • Formulaciones alternativas.
  • Potenciales Termodinámicos.
  • Relaciones de Maxwell.
  • Estabilidad. Transiciones de Fase.
  • Aplicaciones en Magnetismo, Química y materiales.
  • Introducción a la Termodinámica fuera del equilibrio.

4. Actividades académicas

Se organizan en clases magistrales (unas 40 horas lectivas), clases de resolución de problemas (unas 15 horas lectivas) y una sesión de prácticas de laboratorio (de unas cuatro horas), más la sesión de evaluación (examen). Se procuran metodologías participativas para los alumnos, especialmente en las clases de resolución de problemas. El resto de las horas asociadas a los créditos de la asignatura son no presenciales, incluyendo la realización de problemas e informes de prácticas (ver evaluación) y estudio.

El horario de atención de tutorías se pactará con el alumnado a principio del curso.

5. Sistema de evaluación

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluación:

Evaluación continua (30%): Constará de dos partes.

1. Realización y entrega de problemas propuestos por el profesor a lo largo del curso: 15% de la nota total.

2. Informe de las prácticas de laboratorio realizadas: 15% de la nota total.

Examen escrito (70%):

En principio se realizará por escrito y sin ayuda de libros, y consistirá en responder una batería de preguntas sobre problemas, cuestiones prácticas y teoría, que incidirán sobre los resultados del aprendizaje esperados.

Esta prueba se evaluará sobre un máximo 7 puntos, que sumados al resultado de la evaluación continua darán la nota final sobre 10. Para superar la asignatura el alumno deberá obtener una nota mínima de 2.8 puntos en el examen escrito y 5 en la calificación final.

Todo ello, sin perjuicio del derecho del alumno a solicitar ser evaluado mediante una única prueba global. Se considerará que los alumnos optan por esta opción si no realizan una parte sustancial de las entregas asociadas a la evaluación continua.