Presentación del grupo 8044 - 2011-1.

FENÓMENOS COLECTIVOS 2011-1

GRUPO: 8044

M. en C. Yanet Romero Nava

yanetrn@yahoo.com

Ayudante: M. en C. Erick Jonathan Almaraz Aviña

erickye@yahoo.com

Objetivo: Ofrecer una introducción al aprendizaje de la Dinámica de los Medios Deformables (fluidos), la Termodinámica y las Ondas.

Metodología: Se hará una revisión general de las bases fenomenológicas y teóricas de la hidrostática e hidrodinámica, ondas y termodinámica, brindando al mismo tiempo las herramientas necesarias para la resolución de problemas. El estudio se complementará con tareas periódicas, exámenes y actividades de investigación que amplíen el conocimiento de los alumnos y les permitan acercarse a los trabajos actuales en estas ramas de la física. Si el tiempo lo permite, se estudiarán temas que sean del interés de los estudiantes y no seencuentren en el programa oficial.

Evaluación: Consistirá en tareas periódicas, cuatro exámenes y tres actividades de investigación. Los porcentajes de cada uno de estos rubros serán los siguientes:

Tareas: 40%

Exámenes: 50%

Actividades de investigación: 10%

Para aprobar el curso, es indispensable que el alumno obtenga un promedio igual o superior a 6 en los exámenes.

Temario

El temario está basado en el programa oficial que se encuentra en la página de la Facultad de Ciencias. Sin embargo, los temas se han reorganizado como se muestra a continuación:

1. SÓLIDOS Y FLUIDOS

Sólidos: ecuaciones de estado; funciones de respuesta (módulo de Young).

Fluídos: gases ideales y no ideales; ecuaciones de estado y funciones de respuesta.

Líquidos: ecuaciones de estado y funciones de respuesta.

2. FLUIDOS A TEMPERATURA CONSTANTE

Relaciones entre presión y densidad.

Principios de Arquímedes y de Pascal.

Efectos superficiales: tensión superficial; mojado, capilaridad.

3. DINÁMICA DE FLUIDOS NO IDEALES

Fenómenos de transporte: transporte de masa, momento y energía.

Leyes de Fick, Navier y Fourier.

Ecuaciones de la hidrodinámica.

Fluídos viscosos y no viscosos.

Ecuaciones de conservación.

Perfiles de velocidad.

1. PROPAGACIÓN DE ONDAS EN MEDIOS CONTINUOS

Ondas en fluídos (líquidos y gases) y en sólidos (cuerdas, resortes y membranas).

Cinemática ondulatoria: longitud de onda, frecuencia, velocidad de fase; propagación;

interferencia y difracción.

Principio de superposición. Modos normales.

Modulaciones, pulsos y paquetes de ondas. Ondas viajeras. Velocidad de grupo.

Las ondas como instrumento de medición de algunas propiedades de los medios contínuos. Espectroscopía ondulatoria. Análisis de Fourier.

2. DINÁMICA DEL MOVIMIENTO ONDULATORIO

Movimiento ondulatorio en un medio contínuo. Transporte de energía.

Velocidad de una onda longitudinal en condiciones de adiabaticidad.

1. EL MEDIO CONTINUO EN EQUILIBRIO

Descripción del estado de equilibrio: variables de estado extensivas e intensivas; el espacio fase.

Ley cero de la termodinámica. Temperatura. Escalas de medición de la temperatura.

Ecuación de estado. Funciones de respuesta (ejemplos: coeficientes de dilatación y de compresibilidad).

2. GASES REALES

Ecuaciones de estado diversas (van der Waals, Dieterici, etc.).

Fenomenología de las transiciones de fase.

Ley de estados correspondientes.

Funciones de respuesta.

3. PROCESOS REVERSIBLES E IRREVERSIBLES

Procesos adiabáticos y diatérmicos. Trabajo. Calor.

La primera ley de la termodinámica: energía interna; motores térmicos, eficiencia energética.

Las funciones térmicas de respuesta (capacidades térmicas).

La segunda ley de la termodinámica: teorema y corolario de Carnot, temperatura Kelvin.

Entropía; trabajo disponible o exergía; tarea termodinámica; eficiencia exergética.

Bibliografía:

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA

Resnick, R., Halliday, D., Krane, S. K., 1996, Física Vol 1, quinta reimpresión, Compañía Editorial Continental, México.

Ingard, U., Kraushaar, W.L., 1973, Introducción al estudio de la mecánica, materia y ondas, Editorial Reverté, S.A., México.

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA

Zemansky, M. W., Dittman, R. H., 1990, Calor y termodinámica, sexta edición, Editorial McGrawHill, México.

Sears, F. W., 1973, Mecánica, movimiento ondulatorio y calor, segunda reimpresión, Editorial Aguilar, Madrid.

Feynman, R., 1987, Física Vol. 1, AddisonWesley

Iberoamericana, México.

Alonso, M., Finn, E. J., 1995, Vol. II: Campos y ondas, AddisonWesley

Iberoamericana, México.