Física II

Código

10353

Unidade Orgânica

Faculdade de Ciências e Tecnologia

Departamento

Departamento de Física

Créditos

6.0

Professor responsável

João Paulo Lança Pinto Casquilho, Rui Filipe dos Reis Marmont Lobo

Horas semanais

4

Total de horas

71

Língua de ensino

Português

Objectivos

Nesta disciplina serão introduzidos os conceitos 

e os formalismos da Termodinâmica,enquadrados com exemplos de aplicações. 

Pretende-se que, no final da disciplina, os alunos demonstrem possuir 

bases para a compreensão estruturada de processos que ocorram 

em sistemas termodinâmicos.

Pré-requisitos

É recomendada a aprovação prévia nas disciplinas de

 "Análise Matemática I"

e

 "Física I".

Conteúdo

Programa Física II semestre ímpar

 

1. Introdução à Mecânica dos Fluidos

1.1 Forças de flutuação e Princípio de Arquimedes

1.2 Linhas de corrente e equação de continuidade

1.3 Equação de Bernoulli

 

2. Conceitos fundamentais da Termodinâmica

Resumo histórico
2.1 Sistema termodinâmico
2.2 Propriedades termodinâmicas
2.3 Processos termodinâmicos

3. Temperatura e equação de estado
3.1 Equilíbrio térmico
3.2 Propriedades termométricas
3.3 Escalas de temperatura
3.4 Equação de estado de um gás ideal _ Superfície P-v-T
3.5 Equação de estado de um gás real
3.6 Transformações físicas

4. Teoria cinética dos gases

4.1 Pressão e equação de Bernoulli
4.2 Teorema de equipartição de energia
4.3 Teoria clássica dos calores específicos

5. Primeira Lei da Termodinâmica
5.1 Trabalho
5.2 Calor

5.3 Conservação de energia _ Primeira Lei da Termodinâmica
5.4 Capacidade calorífica e calor latente de transformação

5.5 Entalpia
5.6 Equações de energia interna

5.7 Processos adiabáticos

 

6. Transferência de calor

6.1 Condução

6.1 Convecção

6.3 Radiação

 

7. Máquinas térmicas, máquinas frigoríficas e bombas de calor.

7.1 Diagrama de fluxo de energia numa máquina térmica. Rendimento

7.2 Motores de combustão externa – Ciclo de Stirling e máquina a vapor

7.3 Motores de combustão interna – Ciclo de Otto e ciclo diesel

7.4 Diagrama de fluxo de energia de um refrigerador. Eficiência

7.5 Diagrama de fluxo de energia de uma bomba de calor. Eficiência

 

8. Segunda Lei da Termodinâmica
8.1 Segunda Lei – Enunciados de Kelvin e de Clausius
8.2 Teorema de Carnot
8.3 Temperatura termodinâmica
8.4 Entropia
8.5 Variação de entropia em processos reversíveis
8.6 Desigualdade de Clausius
8.7 Princípio de aumento de entropia

9. Consequências da Primeira e da Segunda Leis da Termodinâmica. Terceira Lei
9.1 Descrição das leis combinadas com T e V como variáveis independentes
9.2 Descrição das leis combinadas com T e P como variáveis independentes
9.3 Equações TdS

9.1 Terceira Lei da Termodinâmica

9.2 Consequências da Terceira Lei

 

10. Óptica Geométrica
10.1 Introdução
10.2 Ondas Electromagnéticas
10.3 Propagação da luz: Leis de reflexão e de refracção
10.4 Princípio de Fermat
10.5 Reflexão total

11. Aplicações de Óptica Geométrica
11.1 Fibra óptica
11.2 Arco-íris
11.3 Prisma
11.4 Espelhos planos
11.5 Espelhos esféricos
11.6 Lentes

 

 

Bibliografia

a) Halliday, Resnick and Walker, Fundamentals of Physics, 7th ed. 

b) M. W. Zemansky, R. H. Dittman, Heat and Thermodynamics, 6th Ed.
c) Y. A. Çengel, M. A. Boles, Termodinâmica, 3ª Ed.
d) M. L. Costa, A. A. Dias, M. C. Lança, Folhas de Física II – Termodinâmica, FCT-UNL.

Método de ensino

Física II – 2012/13 - 1º semestre

Normas de funcionamento e avaliação

 

I- Introdução

Informações gerais sobre o funcionamento da disciplina tais como regras, datas importantes, notas das avaliações e outras informações complementares estão disponíveis na página da disciplina no clip. Documentação necessária à realização das aulas práticas deverá ser consultada no no CLIP na pasta “Protocolos”. O programa, conteúdos programáticos das aulas e a bibliografia, estão disponíveis na página da disciplina no clip. 

 

II- Funcionamento

 Aulas teóricas.

As aulas, de cada turno teórico, decorrem em 2 sessões semanais de hora e meia cada uma. As aulas não são obrigatórias, mas os alunos não repetentes terão de se inscrever num único turno teórico (via CLIP), para poderem usufruir de eventual bonificação, apenas para os alunos não repetentes (ler parágrafo seguinte).

Sem aviso prévio, em algumas aulas teóricas, serão apresentados aos alunos presentes, breves questionários sobre a matéria dada na própria aula, a responder e entregar no final da aula (apenas pelos alunos não repetentes), na forma de questões de resposta múltipla, e que se destinam a avaliar a eficiência da aprendizagem de conhecimentos durante a aula. Os questionários serão respondidos numa folha A4, a levar pelos alunos, a preencher de acordo com as indicações dadas na aula e identificados pelos alunos com o número, nome, curso e turno teórico. A resposta é facultativa, mas os questionários são classificados e resultam numa bonificação até o máximo de um valor sobre a nota final, no caso de respostas totalmente certas.

 

Aulas práticas 

a) As frequências obtidas em anos lectivos anteriores, são válidas no presente ano, mas a respectiva nota não conta para a nota final. Estes alunos são admitidos aos testes e/ou exame, mas não podem inscrever-se nos turnos práticos.

b) As aulas práticas são obrigatórias para os alunos que nunca obtiveram frequência. Estas aulas práticas têm a duração máxima de três horas, de acordo com uma calendarização/plano (no Clip), e estão organizadas em turnos práticos, nos quais cada aluno, obrigatoriamente, se inscreve antecipadamente via clip. As aulas práticas terão início na primeira semana do semestre para os turnos práticos pares e ímpares. Os alunos que faltarem à primeira aula prática perdem imediatamente o lugar no turno onde se haviam inscrito. A organização das aulas práticas encontra-se descrita no documento “Funcionamento Componente Prática” (no Clip) e será comunicada aos alunos, em cada turno prático, pelo respectivo docente, na primeira aula prática.

Método de avaliação

 III Avaliação

Avaliação teórica 2 Testes e/ou exame de recurso (2h30 duração)

1º Teste – 4ª feira 31 de Outubro 17h. (nota mínima para aceder ao 2º teste = 6 valores)

2º Teste – 4ª feira 12 de Dezembro 14h.

[Na data da avaliação o aluno deve entregar obrigatoriamente um “caderno de exame” em branco e não identificado ao entrar para a sala].

Avaliação das práticas

Todas as componentes de avaliação prática são avaliadas para 20 valores.  A nota final de frequência é atribuida por

 

Frequência (F) = F1 - (n x F1)/N

 F1 = (2 R1 + 2 R2 + P1 + P2 + 2 D)/ 8

 

Ri = Relatórios; D = Discussão final; Pi = Problemas; N: número de aulas práticas; n: número de faltas (n=0 ou n=1)

Todas as classificações da componente prática, parcelares e final, são arredondadas à unidade.

 

Avaliação Final

a) Alunos com frequência obtida em anos anteriores

Estes alunos mantêm a frequência. Não precisam nem devem inscrever-se nas turmas práticas. Serão aprovados se a média dos testes, ou exame de recurso, for superior ou igual a dez valores.

- Os alunos aprovados por testes têm nota final igual à média dos testes.

- Os alunos aprovados por exame de recurso têm nota final igual à nota de exame.

b) Alunos que venham a obter frequência no presente ano lectivo

Serão aprovados se a nota de frequência e, a média dos testes ou exame de recurso, for superior ou igual a dez valores.

- Os alunos aprovados por testes têm nota final igual a 50% da nota de frequência mais 50% da média dos testes.

- Os alunos aprovados por exame de recurso têm nota final igual a 50% da nota de frequência mais 50% da classificação de exame.

Cursos

• Engenharia Electrotécnica e de Computadores
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