Fenômenos Térmicos
Prof.: Pieter Westera
UFABC, Bloco A, Torre 3, Sala 625-3
Tel. +55 (11) 4996 8373
E-mail: pieter.westera arroba ufabc.edu.br
código da disciplina: BCJ0205-15
TPI: 3-1-4
Carga Horária: 48 (36+12)
Recomendações: Estrutura da Matéria (BIK0102-15),
BCJ0204-15 - Fenômenos Mecânicos,
BCN0402-15 - Funções de Uma Variável
Mais recomendações: BIS0003-15 - Bases Matemáticas
Ementa
Hidrostática, dinâmica dos fluidos, termometria e dilatação,
definição e equação de estado do gás ideal, teoria cinética dos gases,
calor e calorimetria, processos termodinâmicos, capacidades caloríficas,
máquinas térmicas, motores térmicos e bombas de calor,
visão macroscópica da entropia, visão microscópica da entropia.
Objetivo Geral:
Rever e apresentar conceitos de hidrostática e hidrodinâmica.
Rever conceitos de física térmica apresentados no ensino médio
de maneira mais aprofundada e sistemática.
Apresentar as leis da termodinâmica, a teoria cinética dos gases
e aplicações destes fenômenos em máquinas térmicas.
Apresentar uma introdução às práticas experimentais da física
envolvendo e exemplificando os conceitos apresentados
na parte teórica do curso.
Objetivos Específicos:
Adquirir conhecimento, intuição e habilidade matemática
em situações físicas envolvendo:
1- Conceitos de mecânica dos fluidos: princípio de Pascal,
empuxo e equação de Bernouilli.
2- Propriedades térmicas dos materiais e grandezas físicas significativas;
3- Processos de troca de calor entre dois ou mais sistemas térmicos;
4- As leis da termodinâmica, suas implicações em fenômenos físicos
e aplicações práticas;
5- Máquinas térmicas e sua avaliação em termos de potência útil,
dissipação de calor e rendimento;
6- Grandezas termodinâmicas do ponto de vista atômico-molecular;
7- Aspectos microscópicos e macroscópicos dos sistemas térmicos;
8- O conceito de Entropia e suas consequências.
Referências bibliográficas básicas:
SERWAY, Raymond A.; JEWETT, John W. Princípios de Física, Vol. 2
Cengage Learning, 2014.
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de Física: Gravitação, Ondas e Termodinâmica.
Rio de Janeiro: LTC, 2002.
Livro Digital: O livro texto acima esta disponível como livro digital
na Biblioteca da UFABC. A forma de acesso à coleção da Editora Cengage
é possível através do SIGAA. Para acessar os livros, siga os passos
descrito no tutorial elaborado pelo Sistemas de Bibliotecas da UFABC,
no link: https://bit.ly/3oXRC3T
Bibliografia Complementar:
TIPLER, Paul Allen; MOSCA, Gene. Física para cientistas e engenheiros: oscilações, ondas e termodinâmica. 5 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2006. v. 2, 793p.
FEYNMAN, Richard P.; LEIGHTON, Robert B. SANDS, Matthew. Lições de física de Feynman. Porto Alegre: Bookman, 2008. 2v.
FREEDMAN, Roger; YOUNG, Hugh D. Física 2: termodinâmica e ondas. 10 ed. Boston: Addison-Wesley-Br. 2008. 400p.
GIANCOLI, Douglas C. Physics: principles with applications. 6 ed. New York: Addison-Wesley, 2004.
NUSSENZVEIG, H. Moyses. Curso de física básica: Termodinâmica e ondas. 4a ed. São Paulo: Edgard Blucher, 2002. v.2, 28 p.
PIACENTINI, JJ et al. Introdução ao laboratório de física, 3 ed. Editora UFSC.
Obs.: O livro The Feynman Lectures on Physics pode ser visualizado gratuitamente na web
Materiais Adicionais:
Moodle da disciplina:
Informações, Slides de vários profs., Listas, Notas,
os roteiros e folhas de dados dos exeprimentos, etc.
*Façam login na página acima com seus dados institucionais (nome de usuário e senha) para se inscreverem no site "BCJ0205-15 - Fenômenos Térmicos - U - 2023.2".
Plano de Ensino
Feito pelos coordenadores prof. Eduardo de Morães Gregores (teoria)
e Marcelo Oliveira Costa Pires (laboratório)
Aula introdutória do lab de Fenômenos Mecânicos sobre medidas e incertezas
Aula introdutória do lab de Fenômenos Mecânicos (2a parte) sobre gráficos
Guia para Física Experimental da Unicamp
Materiais Específicos dos Experimentos:
Vídeo do Experimento 1
Vídeo do Experimento 2
Vídeo do Experimento 4
Antes de tudo, vocês têm que fazer o relatório 0 no moodle, sobre Teoria dos erros.
Leiam o material postado lá e façam as atividades.
A atividade estará sempre aberta, e sem ter feito ela,
vocês não poderão realizar as demais atividades de laboratório no moodle.
Os experimentos começam na terceira semana
(para vocês das turmas B6 e A4 na quarta semana,
já que suas aulas de lab são no quinzenal II).
Cada experimento será realizado por uma equipe de até seis estudantes.
Todos devem estar de jaleco.
Não é permitido usar chinelos, nem a entrada de mochilas,
somente lápis, borracha, caneta, caderno, folhas, folha de dados e calculadoras.
Após a coleta de dados, cada grupo deve entregar a folha de dados preenchida.
Vocês elaborarão relatórios individuais no moodle
através dos roteiros disponibilizados neste site para cada experimento.
Vocês têm até uma semana depois do experimento para preencher
este relatório online.
A primeira parte é um pré-relatório e vocês devem respondé-lo
antes do experimento.
Leiam o material postado, assistam o vídeo e respondam as questões
do relatório da parte 1.
Esta parte vale 10 % da nota do relatório.
Na parte 2 do relatório, vocês devem inserir individualmente os dados no moodle.
Esta parte vale 50 % da nota do relatório no caso do primeiro
experimento, e 90 % nos demais experimentos.
No primeiro experimento, há uma terceira parte, que
consiste na confecção de um gráfico em papel milimetrado.
Para tanto, é necessário que somente um aluno do grupo faça a atividade
da parte 3 que consiste em anexar o arquivo que contém o gráfico
no moodle. Esta parte vale os demais 40 % da nota.
A nota de cada relatório conta um quarto de um quarto (então um décimo sexto),
da nota final (pré-rec).
Para mais detalhes sobre as avaliações (provas da teoria e listas online),
vide o moodle da disciplina.
Aqueles que perderam uma aula prática e justificaram,
têm direito à reposição do respectivo experimento ao final do curso
no dia 10/08.
O aluno deverá solicitar ao seu professor por e-mail que deseja repor
o experimento.
O documento que justifica a falta em uma aula prática
(atestado médico ou do empregador) deverá ser anexo a este e-mail.
As regras pro relatório são as mesmas que para aquele do experimento
perdido, sendo o prazo de entrega dia 17/10.
Isto só é válida se o aluno realizou pelo menos 2 (dois) dos quatro
experimentos, já que ele deve fazer pelo menos 3 (três) em total.
Caso contrário, receberá conceito O.
Turmas
Turma B6 noturna:
Quinta-feira, 19:00-21:00 quinzenal II
Laboratório L-705 (Santo André)
(Teoria: prof. Eduardo de Morães Gregores, ter. 21:00-23:00, qui. 21:00-23:00, QII)
Turma A4 noturna:
Quinta-feira, 21:00-23:00 quinzenal II
Laboratório L-702 (Santo André)
(Teoria: prof. Eduardo de Morães Gregores, ter. 19:00-21:00, qui. 19:00-21:00, QII)
Atendimento de Apoio
Quartas-feiras, 19:00-21:00
Sala 625-3 (minha sala)
Roteiros e Fichas de Dados dos Experimentos
Tabela pro Cálculo de Erros ("Experimento 0")
Fórmulas pro Cálculo de chi-2 ("Experimento 0")
Instruções sobre o Número adequado de Algarismos Significativos ("Experimento 0")
Roteiro do Experimento 1: Lei dos gases (22/06)
Ficha de dados do Experimento 1
Roteiro do Experimento 2: Calibração de um termistor (06/07)
Ficha de dados do Experimento 2
Roteiro do Experimento 3: Calorimetria (20/07)
Ficha de dados do Experimento 3
Roteiro do Experimento 4: Máquina térmica de efeito Seebeck (10/08)
Ficha de dados do Experimento 4
Avaliações e Conceitos
Vide o Plano de Ensino
Monitoria
por vir...
Notas dos Relatórios
Serão lançadas no Moodle.