Bibliografia aconselhada:



Sumários das aulas de Física Estatística e Termodinâmica:

Aula nº 1 (18/09/2007): Apresentação. Calendário das avaliações. Programa da disciplina. Bibliografia.

Aula nº 2 (20/09/2007): Conceito de probabilidade. Valores médios. Densidade de probabilidade. Função delta de Dirac.

Aula nº 3 (25/09/2007): Distribuição gaussiana. Integrais gaussianos.

Aula nº 4 (27 /09/2007): Correcção do trabalho de casa (problema nº 2). Exercícios sobre integrais gaussianos.


Aula nº 5 ( 02/10/2007): Estados de um sistema: mistos e puros. Micro-estados. Espaço-fase. Contagem de estados no espaço fase.

Aula nº 6 ( 04/10/2007): Representação de sistemas físicos no espaço-fase—exemplos. Densidade de estados. Sistema isolado: distribuição micro-canónica. Evolução de um sistema isolado: processos reversíveis e irreversíveis. Entropia-- lei do aumento da entropia.

Aula nº 7 ( 09/10/2007): Equilíbrio térmico entre um sistema e o meio ambiente. Igualdade de temperaturas. Definição de temperatura. Distribuição canónica para um sistema em contacto com o meio ambiente.

Aula nº 8 ( 11/10/2007): Aplicações da distribuição canónica: magnetização de um sistema de spins num campo magnético. Gás ideal: molécula a uma dimensão espacial e a três dimensões. Energia cinética média de uma molécula num gás ideal.

Aula nº 9 ( 23/10/2007): Resolução do problema nº 7. Gás no campo gravítico constante-- lei das atmosferas. Discussão sobre interacção entre uma molécula num gás e o meio ambiente.

Aula nº 10 ( 25/10/2007): Definição de função de partição. Exemplos: spin ½ num campo magnético e molécula num gás ideal. Definição de pressão. Derivação de lei dos gases perfeitos.

Aula nº 11 ( 30/10/2007): Resolução dos problemas nºs 8 e 9. Entropia e energia livre de Helmoltz. Transformação de Legendre.

Aula nº 12 ( 06/11/2007): Exercícios nºs 10 e 16. Relações de Maxwell.

Aula nº 13 ( 08/11/2007): Exercícios nºs 11 e 17. Teorema da equipartição da energia.

Aula nº 14 ( 13/11/2007): Resolução do problema nº 18. Início da resolução do problema nº 19—revisão sobre o átomo de hidrogénio.

Aula nº 15 ( 15/11/2007): Realização da 1ª frequência.

Aula nº 16( 20/11/2007): Problemas nºs 19, 20 e 21. Condições de equilíbrio de um sistema: isolado; sujeito a temperatura e volume constantes; sujeito a temperatura e pressão constantes.

Aula nº 17( 22/11/2007): Sistemas com número variável de partículas. Potencial químico. Distribuição grande-canónica. Relação entre energia de Gibbs e potencial químico. Problema nº 22. Fórmula de Stirling.

Aula nº 18( 27/11/2007): Problemas nºs 24,25 e 28.

Aula nº 19( 29/11/2007): Paradoxo de Gibbs. Função de partição para um sistema de partículas idênticas. Equilíbrio entre fases de uma mesma substância: equação de Causius-Clapeyron. Pressão de vapor. Problemas nºs 26 e 29.

Aula nº 20( 04/12/2007): Problemas nºs 29,30,31 e 32.

Aula nº 21( 06/12/2007): Aplicação do conceito de potencial químico: equilíbrio das reacções químicas. Constante de equilíbrio e lei de acção das massas.

Aula nº 22( 11 /12/2007): Exercício nº 27. Exercício nº 8.4 do livro de Reif. Cálculo da função de partição completa para o átomo de hidrogénio. Função de partição interna de uma molécula.

Aula nº 23( 13/12/2007): Estatística quântica. Estados de uma partícula. Estados de um gás de partículas independentes. Ocupação de um estado a 1 partícula. Função de partição do gás. Caso de partículas que se conservam e que não se conservam (excitações bosónicas). Distribuição de Planck para fotões.

Aula nº 24( 18/12/2007): Aplicação da distribuição de Planck ao corpo negro. Radiação cósmica de fundo; relação entre cor e temperatura das estrelas; energia de vibração de um sólido (fonões) e analogia com o corpo negro. Bosões e fermiões. Distribuição de Bose-Einstein.

Aula nº 25( 20/12/2007): Gás de Bose: potencial químico negativo. Temperatura de condensação de Bose-Einstein. Manifestação da condensação de Bose-Einstein: superfluidez e supercondutividade. Gás de Fermi; energia de Fermi. Exemplo dos electrões num metal; superfície de Fermi.

Aula nº 26( 3/01/2008): Exercícios nºs 33 e 34.

Aula nº 27( 8/01/2008): Exercícios nºs 35, 36, 37, 38.

Aula nº 28( 9/01/2008): Resolução dos exercícios 39 e 40. (Aula de substituição da do dia 16 de Outubro)

Aula nº 29( 10/01/2008): Realização da segunda frequência.

Aula nº 30( 10/01/2008): Correcção da segunda frequência. (Aula de substituição da do dia 18 de Outubro)