Datos Identificativos 2022/23
Asignatura (*) Termodinámica: Equilibrio e Fases Código 610G04018
Titulación
Grao en Nanociencia e Nanotecnoloxía
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Grao 2º cuadrimestre
Segundo Obrigatoria 6
Idioma
Castelán
Modalidade docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Química
Coordinación
Sastre De Vicente, Manuel Esteban
Correo electrónico
manuel.sastre@udc.es
Profesorado
Sastre De Vicente, Manuel Esteban
Correo electrónico
manuel.sastre@udc.es
Web
Descrición xeral Descríbense os principios e aplicacións fisicoquímicas básicas propias da formulación termodínámica clásica necesarios para abordar o estudo e comprensión do efecto do tamaño do sistema termodinámico sobre as súas propiedades. Asemade, preténdese encadrar conceptualmente o estudo da Nanotermodinámica e os sistemas nanoscópicos.

Competencias do título
Código Competencias do título
A1 CE1 - Comprender los conceptos, principios, teorías y hechos fundamentales relacionados con la Nanociencia y Nanotecnología.
A2 CE2 - Aplicar los conceptos, principios, teorías y hechos fundamentales relacionados con la Nanociencia y Nanotecnología a la resolución de problemas de naturaleza cuantitativa o cualitativa.
A3 CE3 - Reconocer y analizar problemas físicos, químicos, matemáticos, biológicos en el ámbito de la Nanociencia y Nanotecnología, así como plantear respuestas o trabajos adecuados para su resolución, incluyendo el uso de fuentes bibliográficas.
A7 CE7 - Interpretar los datos obtenidos mediante medidas experimentales y simulaciones, incluyendo el uso de herramientas informáticas, identificar su significado y relacionarlos con las teorías químicas, físicas o biológicas apropiadas.
B2 CB2 - Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio
B3 CB3 - Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética
B6 CG1 - Aprender a aprender
B7 CG2 - Resolver problemas de forma efectiva.
B8 CG3 - Aplicar un pensamiento crítico, lógico y creativo.
C1 CT1 - Expresarse correctamente, tanto de forma oral coma escrita, en las lenguas oficiales de la comunidad autónoma
C4 CT4 - Desarrollarse para el ejercicio de una ciudadanía respetuosa con la cultura democrática, los derechos humanos y la perspectiva de género

Resultados de aprendizaxe
Resultados de aprendizaxe Competencias do título
Comprender os principios da Termodinámica e ser capaz de aplicalos. A1
A2
A3
A7
B2
B3
B6
B7
B8
C1
C4
Comprender a condición de equilibrio e ser capaz de aplicala A1
A2
A3
B2
B6
B7
B8
C1
C4
Ser capaz de realizar cálculos termodinámicos básicos. A1
A2
A3
B2
B3
B6
B7
B8
C1
C4
Entender os equilibrios de fase e ser capaz de empregalos para resolver problemas sinxelos. A1
A2
A3
A7
B2
B3
B6
B7
B8
C1
C4
Comprender os fundamentos da Termodinámica de superficies. A1
A2
A3
A7
B2
B3
B6
B7
B8
C1
C4

Contidos
Temas Subtemas
Tema 2.-Principios da Termodinámica.
2.1.-Principio da conservación da enerxía. Primeiro principio da termodinámica. Enerxía interna e entalpía.
2.2.-Propiedades enerxéticas dun sistema termodinámico. Coeficientes calorimétricos e capacidades caloríficas.
2.3.-Limitacións do Primeiro principio.
2.4.-Formulación do Segundo principio. A función do estado entropía. Desigualdade de Clausius. Cambios de entropía en sistemas pechados e illados. Produción de entropía.
2.5.-Ecuacóns Tds.
2.6.-Terceiro principio da Termodinámica. Postulado de Nernst. Entropías absolutas

Tema 1.- Conceptos básicos 1.1.- Obxeto e limitacións da Termodinámica.
1.2.-Sistemas e estados termodinámicos.
1.3.-Variables termodinámicas.
1.4.-Procesos reversibles e irreversibles.
1.5.-Nanotermodinámica


Tema 3. Potenciais termodinámicos e evolución evolución de sistemas temodinámicos.
3.1.-Principios de máximo e mínimo na natureza.
3.2.-Enerxía de Hemholtz e traballo máximo.
3.3.-Enerxía de Gibbs e traballo útil.
3.4.-Relacións termodinámicas xerais: Ecuación de Gibbs-Duhem. Ecuación de Hemholtz. Ecuación de Gibbs-Hemholtz.
3.5.-Termodinámica de sistemas de composición variable. Concepto de potencial químico.
3.6.- Potencial químico de gases ideais e reais. Concepto de fugacidade.
3.7.-Magnitudes molares parciais.
3.8.-Condicións de equilibrio material. Equilibrio de fases e equilibrio químico.
Tema 4. Equilibrio de fase.
4.1.-Equilibrios de fase en sistemas dun compoñente. Regra das fases. Ecuación de Clapeyron e Clausius-Clapeyron. Diagramas de fase.
4.2.-Equilibrios de fase en sistemas de dous componentes. Disolucións ideais e reais. Concepto de actividade. Solubilidade e otras propiedades.
4.3.- Outros equilibrios de fase
Tema 5. Termodinámica e tamaño do sistema: superficies e sistemas de “pequeño tamaño”.
5.1.-Tensión superficial. Ecuación de Laplace. Ascenso capilar. Ángulo de contacto.
5.2.-Propiedades termodinámicas e tamaño. Solubilidade, Temperatura de fusión, Nucleación…
5.3.-Nanotermodinámica. Formulación de Hill da ecuación xeral da Termodinámica (ecuación de Gibbs).
Tema 6. Introdución á Termodinámicva de procesos irreversibles.

6.1.-Produción de entropía.
6.2.-Forzas e fluxos xeralizados. Termodinámica lineal e non lineal.
6.3.-Procesos de transmisión de calor: condución, convección e radiación.

Planificación
Metodoloxías / probas Competencias Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Solución de problemas A1 A2 A3 A7 B2 B3 B6 B7 B8 C1 C4 16 30.4 46.4
Proba mixta A1 A2 A3 A7 B2 B3 B6 B7 B8 C1 C4 3 0 3
Análise de fontes documentais A1 A2 A3 A7 B2 B3 B6 B7 B8 C1 C4 0.6 1 1.6
Sesión maxistral A1 A2 A3 A7 B2 B3 B6 B8 C1 C4 32 64 96
 
Atención personalizada 3 0 3
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Solución de problemas Os seminarios de problemas adicaranse a reforzar a comprensión dos contidos impartidos nas sesión maxistrais mediante a resolución de cuestións e problemas numéricos. Parte das cuestión/problemas resoltos poderán versar sobre artigos de investigación/divulgación directamente relacionados cos contidos da materia.
Ditos artigos daránselles para a súa lectura a todos os estudantes do curso a través de Moodle, correo electrónico.
Proba mixta
Pode integrar distintos tipos de cuestión e/ou problemas: test, opción múltiple, ordenación, resposta breve, de discriminación, de completar ou de asociar.
Realizaranse dúas probas durante o curso, as cales virán sinaladas no calendario.
Nas dúas primeiras probas, unha das preguntas/cuestión poderá tratar a temática analizada nalgún dos artigos de divulgación/investigación que se entregara ao alumnado nos seminarios de problemas como fonte document
Análise de fontes documentais Darase aos alumnos/as as claves necesarias para a búsqueda ,lectura e interpretación axeitada de distintos artigos de investigación/divulgación no ámbito da Termodinámica.
Sesión maxistral Descríbense os alicerces e contidos fundamentais da asignatura.

Atención personalizada
Metodoloxías
Solución de problemas
Análise de fontes documentais
Descrición

Recoméndase ao alumado que resolva todas as súas dúbidas contactando co profesor/a a través de titoría, correo electrónico. Os alumnos/as a tempo parcial ou con dispensa académica dispoñerán de titorías presenciais ou por correo electrónico sempre que o necesiten

Avaliación
Metodoloxías Competencias Descrición Cualificación
Proba mixta A1 A2 A3 A7 B2 B3 B6 B7 B8 C1 C4 Realizaranse dúas probas:
A primeira delas será parcial con valor dun 30% da nota final.
A segunda será o exame final sobre toda a materia , haberá de obterse unha puntuación superior a 4 sobre 10 e ponderará un 70%.
90
Análise de fontes documentais A1 A2 A3 A7 B2 B3 B6 B7 B8 C1 C4 O alumno/a entregará, ao longo do curso, un resume que sintetice os aspectos máis relevantes do artigo/s lido/s que previamente terán sido entregados con tempo suficiente e indicacións precisas para a súa lectura. 10
 
Observacións avaliación






O
alumnado a tempo parcial ou con dispensa académica dispoñerán de titorías
presenciais ou por correo electrónico sempre que o necesiten.


 


Fontes de información
Bibliografía básica (). .
LEVINE ,I N (). Physical Chemistry (diferent editions). Mc Graw Hill

Bibliografía complementaria (). .
TERRELL L.HILL (2001). A different Approach to Nanothermodynamics. Nano Lett , 1:273-275
AGUILAR PERIS (1981). CURSO DE TERMODINÁMICA. ALHAMBRA
DENBIGH K (1985). EQUILIBRIO QUÍMICO. AC
KONDEPUDI DILIP (2008-2014). INTRODUCTION TO MODERN THERMODYNAMICS. WILEY
TERRELL L.HILL (2001). Perspective:Nanothermodynamics. Nano Lett , 1:111-112
ATKINS P.W (). QUÍMICA-FÍSICA (distintas ediciones).
CALLEN H.B (1981). TERMODINÁMICA. AC
TERRELL L.HILL (1994). THERMODYNAMICS OF SMALL SYSTEMS. DOVER


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente
Química: Equilibrio e Cambio/610G04008
Fundamentos de Matemáticas/610G04001
Mecánica e Ondas/610G04002

Materias que se recomenda cursar simultaneamente

Materias que continúan o temario
Ciencia de Superficies/610G04021

Observacións


(*)A Guía docente é o documento onde se visualiza a proposta académica da UDC. Este documento é público e non se pode modificar, salvo casos excepcionais baixo a revisión do órgano competente dacordo coa normativa vixente que establece o proceso de elaboración de guías