Física (plan 2002) 2023-2

Tercer Semestre, Fenómenos Colectivos

Fenómenos Colectivos

Tercer Semestre, Grupo 8121

12 créditos. 6 horas semanales.

AVISO:

El día 30 de enero de 2023 a la hora de clase (16:00-18:00 hrs) tendremos nuestra primera reunión para acordar los términos y condiciones para permanecer en el curso. Si están interesados en el curso por favor escribanme a vosjhod@gmail.com o franciscojreyes1985@ciencias.unam.mx para darles acceso a la sala de classroom, adicional al material del curso, por favor, en cada correo que envíen pongan como asunto fenomenos_colectivos_2023-2.

Introducción:

La asignatura de Fenómenos Colectivos tiene como objetivo introducir al estudiante al análisis de los sistemas macroscópicos y los fenómenos que son resultado de sus interacciones térmicas y mecánicas. Es un curso de carácter introductorio y formativo, orientado principalmente a los temas de Elasticidad, Hidrostática, Hidrodinámica, Termodinámica y Teoría de las Oscilaciones de sistemas macroscópicos.

Formato de la clase:

El formato de la clase es presencial. con apoyo vía classroom para subir material o en casos extraordinarios, dar alguna clase de forma remota.

Temario:

1. Introducción 6 hrs.

• 1.1. Cuerpos deformables.
• 1.2. Estados de agregación de la materia.
• 1.3. Métodos de descripción de sistemas macroscópicos.
• 1.4. Propiedades de las fronteras que limitan a los sistemas macroscópicos.
• 1.5. Variables macroscópicas, su medición y su clasificación.
• 1.6. Concepto de estado de equilibrio de un sistema macroscópico.

2. Estática en sistemas macroscópicos 12 hrs.

• 2.1. Deformaciones.
• 2.2. Principio de Pascal.
• 2.3. Principio de Arquímedes.
• 2.4. Fenómenos interfaciales.
• 2.5. Fluidos en movimiento.

3. Equilibrio termodinámico de sistemas compuestos 12 hrs.

• 3.1. Ecuación de estado térmica.
• 3.2. Concepto de temperatura.
• 3.3. Funciones de respuesta “mecánica”, (coeficientes de dilatación, módulos elásticos, susceptibilidades, etc.).
• 3.4. Termómetros.

4. Cambios de un estado de equilibrio a otro (Procesos) 14 hrs.

• 4.1. Concepto de trabajo.
• 4.2. Concepto de calor.
• 4.3. Concepto de energía interna.
• 4.4. Primera Ley de la termodinámica.
• 4.5. Funciones de respuesta térmica (calores específicos).

5. Cambios “naturales” de un estado de equilibrio a otro 14 hrs.

• 5.1. Segunda Ley de la termodinámica.
• 5.2. Escala absoluta de temperatura.
• 5.3. Conceptos de reversibilidad e irreversibilidad.
• 5.4. Concepto de entropía.

6. Oscilaciones en sistemas macroscópicos 12 hrs.

• 6.1. Ecuación de onda.
• 6.2. Características de una onda.
• 6.3. Fenómenos ondulatorios.
• 6.4. Interacción onda – sistema.

Evaluación:

Esta evaluación ha funcionado en otras ocaciones y es bastante justa y, en mi experiencia, les ayuda muchísimo al momento de ser evaluados:

• Exámenes: 60%
• Tareas: 40%

Se espera realizar alrededor de 4 exámenes a lo largo del semestre.

Bibliografía sugerida:

• Batchelor, G. K., An introduction to fluid dynamics, Cambridge university press, USA (2002).
• García-Colín, S. L., Introducción a la termodinámica clásica, Editorial Trillas, México (2002).
• Crawford, F. S., Berkeley Physics Course Vol. 3 Ondas, Editorial Reverte, U.K. (1974).
• Reif, F, Sevenich, R. A., Statistical Physics: Berkeley Physics Course, Vol. 5, Editorial Reverte, U.K. (1993)