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.