Física Estadística - Cronograma

Fecha

Temas

16/8

Clase 1:  

Sistema termodinámico y su entorno; paredes o ligaduras externas e internas; sistemas cerrados, abiertos y aislados; y variables extensivas e intensivas. Leyes de la termodinámica, ecuaciones de estado, trabajo y energía. Experimento Joule.

TP1

18/8

Clase 2:

Segunda ley de la termodinámica: enunciados de Clausius y Thomson-Kelvin. Teorema de Clausius y entropía. Funciones de estado y diferenciales exactos.

23/8

Clase 3:

Reformulación en base a postulados: Postulados I y II; la ecuación fundamental y el principio extremal en las representaciones entrópica y energética. Homogeneidad y extensividad. Relación entre los parámetros intensivos y las derivadas primeras de la energía interna y de la entropía. Ecuaciones de estado. Ecuaciones de Gibbs, Euler y Gibbs Duhem. 

25/8

Clase 4

Equilibrio termodinámico: Condiciones de equilibrio a partir del principio extremal entrópico: térmico, mecánico, respecto de flujo de materia y químico. Potencial químico en presencia de campos. Potencial electroquímico. Funciones respuesta y derivadas segundas.

TP2

30/8

Clase 5

Ecuación de Nerst, Predicción termodinámica sobre flujos de Na y K en células. Procesos termodinámicos: reversibles, irreversibles y cuasiestáticos. Teorema del trabajo máximo. Gas ideal multicomponente.

1/9

Clase 6

Potenciales termodinámicos: transformadas de Legendre, energía libre de Helmhotz, entalpía, energía libre de Gibbs y el gran potencial. 

Principio extremal para los potenciales. Interpretación física de los potenciales y aplicación al estudio de diferentes procesos. La energía libre de Helmholtz como potencial de trabajo.

6/8

Clase 7

Relaciones de Maxwell. Reducción de derivadas. Relación entre las funciones respuesta y los potenciales. Ej. Compresión isotérmica y adiabática.

8/9

Clase 8

Estabilidad intrínseca. Criterios de estabilidad y funciones respuesta. Requisitos de convexidad de la entropía, la energía interna y los potenciales.

TP3

13/9

Clase 9

Experimento de Joule Thomson.

15/9

Clase 10

Reacciones químicas: Condiciones de equilibrio químico y estabilidad. Calor de reacción. Ley de acción de masas.

20/9

Clase 11

Sistemas binarios: Energía libre de Gibbs, criterio de estabilidad. Diagramas de Fase sistemas miscibles y parcialmente miscibles. Modelo solución ideal.

22/9

Clase 12

Solución regular. Osmosis. Ecuación de Van´t Hoff.

27/9

Consulta

29/9

Parcial

Primer parcial.

4/10

Clase 13

Especificación de estados, clásicos y cuánticos. Espacio fásico. Postulado de igualdad de probabilidad a priori. Entropía de Boltzmann. Aplicaciones

TP4

6/10

Clase 14

Hipótesis ergódica. Conjunto Microcanónico. Aplicaciones gas ideal y oscilador armónico. Entropía de mezcla y paradoja de Gibbs.

11/10

Clase 15

Entropía de Gibbs. Tratamiento semiclásico de un gas ideal. Condiciones de equilibrio.

13/10

Recuperatorio

18/10

Clase 16

Ensamble Canónico. Partículas no interactuantes. Aplicación al gas ideal. Equivalencia entre los ensambles

TP5

20/10

Clase 17

Distribución de probabilidades de Maxwell. Sólido de Einstein,

25/10

Clase 18

Ensamble gran canónico. Efusión y condición de equilibrio en efusión. Ejemplos.

TP6

27/10

Clase 19

Teoría elemental del transporte en gases diluidos. Camino libre medio, frecuencia de colisión.  Viscosidad cálculo del coeficiente de viscosidad.

1/11

Clase 20

Conductividad térmica. Conductividad eléctrica. Ecuaciones de continuidad. Autodifusión. Coeficiente de difusión. Primera y segunda Ley Fick.

3/11

Clase 21

Ecuación de difusión vista como un Random walk. Difusión unidimensional. Difusión estacionaria, efectos de borde. Aplicación. Relación de Einstein, flujo con arrastre.

8/11

Clase 22

Difusión ejemplos. Termodinámica irreversible. Hipótesis de equilibrio local, producción de entropía, flujo y fuerzas generalizadas o afinidades. Aplicación a sistemas discretos y continuos.

TP7

10/11

Clase 23

Procesos acoplados y régimen lineal. Principio de Onsager y reversibilidad microscópica. Estados estacionarios como procesos de mínima producción de entropía. Principio de simetría de Curie.

15/11

Clase 24

Transporte activo, aplicaciones a ejemplos sencillos, diálisis renal.

17/11

Consultas

22/11

2do parcial

24/11

consulta

6/12

Recuperatorio

21/12

Recuperatorio