NOMBRE DE LA MATERIA: Termodinámica
Estadística
CÓDIGO DE LA MATERIA: IQ
613
DEPARTAMENTO: Ingeniería
Química
CARGA TOTAL DE HORAS
TEORÍA: 60
horas
TOTAL DE HORAS: 60
horas
NÚMERO DE
CRÉDITOS: 8
Créditos
NIVEL DE FORMACIÓN: Posgrado
TIPO DE CURSO: Curso
PRERREQUISITOS: Ninguno.
OBJETIVO GENERAL:
Al
finalizar el curso, el alumno será capaz de analizar
termodinámicamente aquellas situaciones que involucren equilibrio de
fases, reacción química y soluciones.
CONTENIDO TEMÁTICO:
1. CONCEPCIONES, DEFINICIONES Y POSTULADO
II RECORDATORIO DE MECANICA
CLASICA
1.
Ley
fundamental de la mecánica.
2.
Velocidad
y Aceleración.
3.
Aceleración
complementaria.
4.
Fuerzas
y movimiento.
5.
Las
ecuaciones del movimiento.
A. Cantidad de Movimiento.
B. Te6rema de las cantidades de movimiento.
C. Impulsión
D. Choque
E. Momento cinético
F. Energía cinética
G. Trabajo y energía
H. Campo de fuerzas y potencial
I. Campo derivado de un potencial. Líneas de fuerzas.
J. Energía potencial
K.
Teorema
de energía.
6. Sistemas.
A. Acción de contacto
B. S61idos en equilibrio
c. Dinámica del sólido
D. Cantidad de Movimiento de un Sólido.
E. Propulsión de un cohete.
F. momento cinético de un sólido
G inercia
H. Energía de un sólido
I.
Energía cinética y trabajo de un sistema.
J. Energía
potencial de un sistema.
III MECANICA ESTADISTICA
1.Equilibrio
termodinámico.
2. Estadística de
Boltzmann
A. Función de
distribución.
B. Ecuación de Boltzmann. Teorema H.
C. Distribución de Maxwell Boltzmann.
D. Fluctuaciones.
E.
Boltzmann
ecuación de transporte.
3. Estadística de Bose Einstein.
A. Probabilidad de Distribución.
B. Aplicación.
4. Estadística de Fermi-Dirac.
A El Gas de Electrones en un Metal.
B. Modelo de Fermi-Dirac.
C- Teoría de las bandas.
IV MECANICA CUANTICA
1. El Atomo de Bohr.
2. Características de onda de los electrones.
3. Las relaciones de incertidumbre de Heisenberg.
4. Ecuación de Onda de SchrÖdinger.
5. Traslación en el caso de un gas monoat6mico
ideal.
6. Aplicación de la ecuación de onda a
moléculas.
7. Rotor rígido.
8. Spin del electrón.
9. oscilador armónico.
10. Estados electrónicos de átomos y moléculas.
11. El Principio de exclusión de Pauli.
12. Teoría de las Bandas en Sólidos.
V RECORDATORIO DE TERMODINAMICA
CLASICA
1. Temperatura.
A. Definición.
B. Equilibrio Térmico.
C. Isotermas.
D. Termostato.
E.
Escalas
de temperatura.
2.
Sistema
termodinámica
3. Coeficientes termodinámicas.
4. Intercambio con el Exterior.
5. El Primer Principio.
A. Transformación Adiabática.
B. Energía Interna y Calor.
C. Principio de conservación de la energía.
D. Aplicación a los gases perfectos.
E. Aplicación a transformaciones químicas.
F.
Entalpia
y energía interna de un sistema químico.
6. El Segundo Principio.
A. Principios de Kelvin Planck y Clausius.
B. Reversibilidad.
C. Transformaciones reversibles.
D. Teorema de Clausius. Entropía.
7. El Tercer Principio.
A. Funciones de Helmoltz y de Gibbs.
B. Fórmulas termodinámicas de un Sistema
Químico.
C.
Principio
de Nernst.
8. Aplicación de la función de Gibbs a los
cambios de estado.
A. Ecuación de Clausius-clapeyron.
B. Variación del calor latente con la temperatura.
C. Cambios de Estado del primer orden.
D. Cambios de Estado del segundo orden.
VI TERMODINAMICA ESTADISTICA
1. La primera ley de la termodinámica.
2. Entropía.
3. La segunda ley de la termodinámica.
4. Propiedades termodinámicas.
5. Estadísticas de Bose-Einstein y de Fermi-Dirac.
6. El Sólido de Einstein.
7. El Sólido de Debye.
BIBLIOGRAFIA BASICA:
1.
Denbigh,
K. 1981. The principles of
chemical equilibrium. Cambridge University Press.
2.
Balzhiser, R.,
Samuels, M. R., Eliassen, J. D. 1972. Chemical Engineering Thermodynamics.
Prentice Hall.
3.
Prausnitz, J. M.,
1969. Molecular thermodynamics of fluid-phase equilibria. Prentice Hall.
4.
Modell, M., Reid,
J. 1980. Thermodynamics and its applications. Prentice Hall.
BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA:
1.
Kubo,
R. 1971. Statistical Mechanics.
North-Holland; Amsterdan.
2.
McQuarrie, D.A.
1976. Statistical Mechanics. Harper Row; New York.
3.
Sandler, S.I.
1980. Chemical and Engineering Thermodynamics. John Wiley; New York.