2023

Física Estatística e Termodinâmica

Nome: Física Estatística e Termodinâmica
Cód.: FIS14145L
6 ECTS
Duração: 15 semanas/156 horas
Área Científica: Física

Língua(s) de lecionação: Português
Língua(s) de apoio tutorial: Português
Regime de Frequência: Presencial

Apresentação

Pretende-se que o estudante compreenda como se pode descrever o comportamento de sistemas contendo um número macroscópico de partículas e se descrevem as transformações que ocorrem num sistema físico que afectam o seu estado.

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

Objetivos de Aprendizagem

Compreender como se pode descrever o comportamento de sistemas contendo um número macroscópico de partículas. Descrever as transformações que ocorrem num sistema físico que afectam o seu estado.

Conteúdos Programáticos

Noção de probabilidade. Densidade de probabilidade. Distribuição gaussiana e integrais gaussianos. Espaço-fase dum sistema clássico e equações de Hamilton. Microestado de um sistema. Densidade de estados. Distribuição microcanónica para um sistema isolado. Irrelevância das flutuações para sistemas macroscópicos. Entropia como número de microestados. Variação temporal da entropia: processos reversíveis e irreversíveis. Distribuição canónica e temperatura. Aplicações: gás clássico (Maxwell) e sistemas de spin (paramagnetismo e susceptibilidade magnética). Função de partição e cálculo de propriedades de um sistema (pressão, energia, entropia, ...). Lei dos gases ideais e energia de um gás perfeito. Diferenciais de energias livres de Helmoltz e Gibbs. Condições de equilíbrio de um subsistema. (In)distinguibilidade de sistemas (paradoxo de Gibbs). Distribuição grande-canónica e aplicações. Estatística quântica: bosões e fermiões. Radiação de corpo negro. Gás de Fermi e gás de Bose.

Métodos de Ensino

Aulas expositivas sobre os conteúdos programáticos incluindo a resolução de exercícios e alguns trabalhos práticos laboratoriais. AVALIAÇÃO: duas frequências facultativas ou, alternativamente, exame de época normal. Existência de um exame de recurso acessível a todos os estudantes. A nota da época normal será a média aritmética das duas frequências ou, alternativamente, a nota do exame de época normal. A nota final será a maior entre a nota da época normal e a nota do exame de recurso.

Bibliografia

Reif, F. (2008). Fundamentals of Statistical and thermal physics. Waveland Pr Inc
Mandl, F. (1988). Statistical Physics (2nd ed). Wiley
Greiner, W. & Neise, L. & Stocker H. (1997). Thermodynamics and Statistical Mechanics. Springer

Equipa Docente

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