Unidad 1
Fluidos como cuerpos deformables. Campo de velocidades, líneas de
corriente. La densidad como límite físico, valores
típicos, fuerzas de contacto: la presión. Equilibrio de fluidos,
equilibrio en un campo externo: gravedad, presión en función
de la profundidad. Presión en función de la altura en la
atmósfera. El manómetro. Principio de Pascal. Principio de
Arquímides, flotación y estabilidad en flotación.
Isotropía de la presión en fluidos estáticos.
Propagación de los cambios de presión. La prensa
hidráulica. Fluidos en rotación.
Unidad 2
Tubos de flujo, ecuación de continuidad, trabajo y energía:
ecuación de Bernoulli. Aplicaciones. Trabajo cuasi-estático
en fluidos compresibles. Ciclos. Trabajo y calor.
Unidad 3
Relación con la energía. Propiedades físicas. Ley cero
de la termodinámica. Uso de las propiedades de los cuerpos para medir
la temperatura: la substancia termométrica. Puntos fijos. Linealidad.
Termómetro de gas a volumen constante. Termómetro a
presión constante. Ley de Boyle. Temperatura absoluta. Punto triple
del agua. Escala del gas ideal. Termómetros alternativos: Termistores
y termocuplas.
Unidad 4
Arreglo de Lavoiser y Laplace, coeficiente de expansión
térmica, dilatación volumétrica. Dilatación de los
líquidos. Método del dilatómetro, método de la
densidad relativa. Caso del agua.
Unidad 5
Dilatación térmica a V constante y a P constante, coeficientes
de dilatación, cero absoluto. Ley de Gay-Lussac, Ley de Boyle y
Mariotte. Comparación con gases reales. Variación de los
coeficientes de dilatación con la presión. Transformaciones
isotérmicas y adiabáticas.
Unidad 6
Relación con la energía. Dependencias con la masa, con el
material, con variaciones de la temperatura. Unidades. Calor específico:
comparación con sólidos y líquidos. Cambios de estado.
Calor latente. Sobreenfriamiento y sobrecalentamiento. Equivalente
mecánico del calor.
Unidad 7
Ley de Fourier, aplicación: barra aislada en estado estacionario.
Coeficiente de conducción dependiente de la temperatura. Conexión
entre materiales distintos. Convección: Ley de Newton. Ejemplos:
ventana de vidrio y barra no aislada. Radiación, cuerpos opacos y
cuerpo negro. Leyes de Kirchoff, Wien, Stefan-Boltzmann. Equilibrio
térmico con radiación: cuerpo en cavidad, dos láminas
de diferentes propiedades.
Unidad 8
La ecuación de Fourier. Ejemplos: barra a temperatura uniforme en
contacto súbito con una fuente térmica, barra de contacto con
fuente térmica de temperatura oscilatoria en el tiempo, profundidad
de penetración.
Unidad 9
Posibles interacciones entre átomos y moléculas. Reacciones
químicas, proporciones de los reaccionantes: Dalton, Avogadro.
Número de Avogadro, el mol. Masa atómicas, tamaños.
Unidad 10
Presión de un gas. Relación con la temperatura: constante de
Boltzmann. Ley de Avogadro a partir de la teoría cinética.
Ecuación de estado del gas ideal. Efusión. Medición del
espectro de velocidades moleculares. Distribución de Maxwell-Boltzmann.
Equipartición de la energía. Calor específico y
teoría cinética. Moléculas de mas de un átomo.
Rotaciones y vibraciones. Modelo cuántico. Estratificación,
mediciones de Perrin. Movimiento Browniano. Colisiones, sección
eficáz, camino libre medio. Concepto de movilidad. Explicación
microscópica de la viscosidad de gases. Caminata aleatoria.
Unidad 11
Primera Ley. Sistemas P, V, T. Ecuación de estados. Experiencia de
Joule. La entalpía. Transformaciones isotérmicas y
adiabáticas de un gas ideal. Ascenso de aire en la atmósfera.
Ciclo de Carnot.
Unidad 12
Enunciados de la Ley, equivalencias entre ellos. Escala termodinámica
de temperatura: eficiencia de las máquinas térmicas.
Temperatura absoluta. La entropía, propiedades. Procesos irreversibles
y la entropía. Ejemplos de cálculo de entropía.
Sistemas en contacto térmico.
Unidad 13
Diagramas V-P y V-T. Puntos críticos. Expresión de
Clausius-Clayperon. Ecuación de estados de van der Waals.
Otras ecuaciones de estado. Estados correspondientes.
Unidad 14
Fluctuaciones, la flecha del tiempo. Tercera Ley. Potenciales
termodinámicos.
Bibliografía
Hidrostática.
Fluidos en movimiento estacionario.
Temperatura y Termometría.
Dilatación de los sólidos.
Gases ideales.
Calor.
Transferencia de calor: Radiación, convección, conducción.
Caso no estacionario.
Visión atomística de la materia.
Teoría cinética de gases.
Introducción a la Termodinámica.
Segunda Ley.
Substancias reales.
Entropía y probabilidad.