Física Biomédica (plan 2015) 2023-2

Sexto Semestre, Termofísica

CLAVE: 1635

MODALIDAD: Curso

SEMESTRE: SEXTO CARÁCTER: Obligatorio

CRÉDITOS: 12

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

Ayudante: 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 30 de enero de 2023 a las 8:00 AM. Salón P206.

Registrarse en la plataforma Google Classroom en Termofísica CGS. Clave de acceso: hy5nsxq

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, ni de cuentas personales o de terceros, ni el uso de sobre nombres o avatars

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.

Las clases son presenciales, y la página de curso es para efectos de asignación de tareas y demas actividades de evaluación. Entrega de tareas será en esa página, via documentos PDF que correspondan a imágenes de su trabajo escrito a mano en su cuaderno de notas. No se aceptan entregas escritas en medios electrónicos.

Obligatorio. El nombre de registro den la página del curso deberá ser el nombre personal con ambos apellidos.

Plagio. Las tareas y demás material de evaluación deberá ser original de cada alumno, todo material que sea tomado de la literatura páginas web, etc, deberá estar claramente referenciado.

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 (con tareas prácticas)

El curso es presencial, combinación con Google-classroom donde se subiran las tareas, exámenes (si es el caso). Ahi mismo aparecerán los resultados de evaluaciones parciales.

Seguridad. Obligatorio no utilizar telefonos celulares durante la clase a menos que sea de urgencia necesaria. Las clases seran presenciales y portando cubrebocas, cubriendo nariz y boca. Con el fin de propiciar la seguridad de los participantes en las clases cuando alguien presente sintómas de problemas broncorrespiratorios, favor de informar al profesor y al resto del grupo. La seguridad de uno es la seguridad de todos.

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 tarea semanal. Cada la lista de tareas se genera durante la clase a medida que se desarrolle. Dichas tareas pueden ser problemas teóricos, conceptuales e inclusive pruebas experimentales rápidas que se deberán hacer en casa. (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 en horario que se indique para cada tarea. No hay prórroga sobre fecha y horario de entrega, salvo condiciones exepcionales. Cada la lista de tareas se genera durante la clase a medida que se desarrolle. Dichas tareas pueden ser problemas teóricos, conceptuales e inclusive pruebas experimentales rápidas que se deberán hacer en casa.

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 quienes 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: Es importante estar al tanto de los boletines de la Facultad de Ciencias a lo largo del curso. Estaremos al pendiente de eventos de emergencia que interfieran con el desarrollo de las clases presenciales. Por tal motivo es importante promover una actitud de empatía, solidaridad y buenas prácticas éticas de respeto mutuo; así como mantener comunicación abierta en caso de que ocurran eventos imprevistos. Ya sea a través de compañeros de clase o directamente al profesor o al ayudante via email. De surgir situaciones personales, cada caso se tratará de manera independiente y en confidencial.

CONTENIDO DEL CURSO

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).

http://www.physicscentral.com

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