Física Biomédica (plan 2015) 2021-2

Sexto Semestre, Termofísica

TERMOFÍSICA

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CLAVE: 1635

MODALIDAD: Curso

SEMESTRE: SEXTO CARÁCTER: Obligatorio

CRÉDITOS: 12

Profesor: Dr. Crescencio García Segundo. Email: crescencio.garcia@icat.unam.mx

Ayudante: M.C. Ángel Eduardo Escarcega Mendicuti. Email: aeem@ciencias.unam.mx

REQUISITOS: Electromagnetismo, Mecánica, Cálculo Diferencial e Integral, Álgebra lineal, Fenómenos colectivos, Int. fís. Cuántica, Ecuaciones diferenciales.

HORAS POR CLASE TEÓRICAS: 2

HORAS POR SEMANA TEÓRICAS: 6

HORAS POR SEMESTRE TEÓRICAS: 96 (aprox. 16 semanas)

Presentación del curso: Lunes 1 de Marzo 8:00 AM

Registrarse en la plataforma Google Classroom en Termofísica CGS. Clave de acceso: yywbeko

El registro deberá hacerse usando su dirección de correo electrónico del dominio: ciencias.unam.mx

No se permitirá el registro con direcciones de email diferentes a ese dominio, cuentas personales o de terceros.

En caso de tener problemas de registro, enviar un email al profesor o al ayudante, con antelación. El día de la presentación, estaremos al pendiente para dar acceso manual a los estudiantes únicamente.

El día de la presentación se enviará la liga de ingreso a sesión Meet. Para esa sesión se solicita a todos los asistentes tener abierto su opción de video.

Obligatorio. El nombre de pantalla de cada participante deberá ser el nombre personal con al menos el primer apellido. No se permite ingreso con pseudónimos o avatars. Quien no cumpla con este requisito, no se le permitirá el acceso a ninguna de las sesiones a lo largo del curso.

Objetivos

1. Reconocer la diferencia entre estados de equilibrio, estacionario y fuera de equilibrio, así como la relación entre ellos.

2. Saber interpretar la importancia de la termofísica en las ciencias exactas y de la salud.

3. Entender como es el proceso estadístico para explica la termodinámica macroscópica, a partir de fenómenos microscópicos.

4. Conectar el conocimiento adquirido con otras áreas de la Física Bilógica, Fisicoquímica, Instrumentación, y Bio-tecnología, entre otros.

Metodología

Curso teórico (práctico. El curso es remoto en la plataforma Zoom, accesible desde la página: https://aulas-virtuales.cuaieed.unam.mx/

Dada la modalidad virtual, se espera asistencia puntual, dentro del horario asignado. Se dará tolerancia de 15 minutos máximo, despues de lo cual la sesión se cierra al acceso.

En caso de problemas de servicio de internet, favor de mandar un mensaje de texto a alguno de sus compañeros en sesión, para avisar de la dificultad. En caso de ser posible enviar un email a el profesor o al ayudante.

En caso de que la clase se interrumpa por motivos de terceras partes. Internet de mala calidad, interferencia externa, etc... se suspenderá la sesión y con tiempo y de común acuerdo, definiremos como reponer dicha sesión.

Y en combinación con Google-classroom donde se subiran las tareas, exámenes y los estudiantes deberan subir su trabajo solicitado. Ahi mismo aparecerán los resultados de evaluaciones.

Seguridad. Se solicita, en la medida de lo posible, no utilizar telefonos celulares sin protección antivirus, o de hackeo para atender las clases remotas. Esto es con el fin de asegurar la seguridad de los participantes en las clases y evitar en la medida de lo posible el hackeo de información personal. La seguridad de uno es la seguridad de todos.

En caso de regresar a clases presenciales, en su momento definiremos la modalidad en función de la guía operativa que para su efecto se índique a nivel isntitucional.

Evaluación del curso: Mediante exámenes, tareas y experimentos caseros reportados por escrito con apoyo de videos personales (no se permite trabajo en equipo).

Porcentajes: 60% tareas + 30% exámenes + 10% trabajos experimentales.

Tareas: Una taréa semanal, donde los problemas se entregan a lo largo de cada clase (lo cual obliga a atender las clases, en la medida de lo posible). Los problemas de cada semana se entregan el primer día de clase de la semana siguiente, segun el horario que aparezca en la página de classroom. No hay prorroga sobre fecha y horario de entrega, salvo condiciones exepcionales.

Exámenes: Tres exámenes por semestre, cada exámen representa el 10% de la evaluación total. Serán caseros con un nivel de complejidad suficiente y con tiempo apropiado para su entrega.

Se hará un cuarto exámen para quines tengan calificación promedio de menos de 7.0, como reposición de SOLO UNO de los exámenes parciales.

Trabajos experimentales: Pruebas demostrativas simples que se haran en casa con utensilios caseros y que no implican gastos. Se deberán reportar de manerá sintética, clara e individual describiendo el resultado más importante, qué teoría ha sido involucrada y qué aprendió el estudiante. Dado la fácilidad de las pruebas se espera hacer videos cortos y explicaciones de voz simples.

Situaciones de emergencia: Dada la contingencia de salud, es importante que los studiantes tengan la certeza de que a lo largo del curso estaremos al pendiente de eventos de emergencia que interfieran con su desempeño. Por tal motivo es importante promover una actitud de empatía, solidaridad y buenas prácticas éticas de respeto mutuo. Por tal motivo es importante mantener comunicación abierta en caso de que ocurran eventos imprevistos, a través de compañeros de clase o directamente al profesor o al ayudante via email. Cada caso se tratará de manera independiente y confidencial.

TEMARIO

1. Conceptos generales

1.1. Equilibrio termodinámico.

1.2. Primera ley de la termodinámica y energía interna.

1.3. Segunda ley de la termodinámica y entropía.

1.4. Tercera ley de la termodinámica y el estado de referencia.

2. Termodinámica equilibrio

2.1. Estabilidad del equilibrio.

2.2. Energía libre de Helmholtz.

2.3. Entalpía.

2.4. Energía libre de Gibbs.

2.5. Espacio de representación

2.6. Ecuación de Dulong y Pettit

3. Sistemas fuera de equilibrio

3.1. Conceptos de equilibiro local.

3.2. Principio de producción de entropía.

3.3. Efectos cruzados y relaciones de Onsager.

3.4. Ecuaciones constitutivas.

3.5. Diagrama de Maxwell

4. Teoría cinética

4.1. Funciones de distribución de partículas.

4.2. Leyes cinéticas

4.3. Colisiones.

4.4. Ecuaciones de Boltzmann y la solución estacionaria.

4.4. Principios de conservación y fenómenos de transporte.

5. Mecánica estadística

5.1. Conjuntos representativos.

5.2. Microacanónico.

5.3. Canónico.

5.4. Grand canónico.

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA

J. Willard Gibss. “Thermodynamics” (Dover Ed., 1961. USA)

F. Reif. “Fundamental of statisticas and thermal physics” McGraw-Hill Ed. (1965, USA)

Zemansky, M. W., & Dittman, R. “Heat and thermodynamics: An intermediate textbook.” New York: McGraw-Hill (1997).

C. Kittel: “Thermal Physics”, Freeman and Company (USA, 1980).

Callen, H. B. “ Thermodynamics and an introduction to thermostatistics”. Jhon Wiley & Sons. (New York, 1985).

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Más bibliografía se irá dando a lo largo del curso segun las necescidades individuales.