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Full name	PEDRO LUIS GARCIA YBARRA
Email	pgybarra@ccia.uned.es
Telephone number	91398-6743
Faculty	FACULTAD DE CIENCIAS
Department	FÍSICA MATEMÁTICA Y DE FLUIDOS

Full name	JOSE LUIS CASTILLO GIMENO
Email	jcastillo@ccia.uned.es
Telephone number	91398-7122
Faculty	FACULTAD DE CIENCIAS
Department	FÍSICA MATEMÁTICA Y DE FLUIDOS

Full name	SANTIAGO MARTIN FERNANDEZ
Email	smartin@ccia.uned.es
Telephone number	91398-7138
Faculty	FACULTAD DE CIENCIAS
Department	FÍSICA MATEMÁTICA Y DE FLUIDOS

SUBJECT NAME
SUBJECT NAME	TERMODINÁMICA I
CODE
CODE	61043029
SESSION
SESSION	2023/2024
DEPARTMENT
DEPARTMENT	FÍSICA MATEMÁTICA Y DE FLUÍDOS
DEGREE IN WHICH IT IS OFFERED
DEGREE IN WHICH IT IS OFFERED
	GRADO EN FÍSICA
COURSE
COURSE	TERCER COURSE
PERIOD	SEMESTER 1
TYPE	OBLIGATORIAS
CREDITS NUMBER
CREDITS NUMBER	6
HOURS
HOURS	150
LANGUAGES AVAILABLE
LANGUAGES AVAILABLE	CASTELLANO

Termodinámica y Física Estadística es una de las materias (bloques temáticos) que componen el Grado en Física en la UNED y está constituida por dos asignaturas semestrales en tercer curso (Termodinámica I y Termodinámica II), además de la asignatura Física Estadística en cuarto curso.

Termodinámica I es una asignatura de 6 créditos ECTS que tiene la asignatura Termodinámica II como continuación y ampliación de contenidos, compartiendo ambas la misma estructura y objeto de estudio, sobre la base de los mismos libros de texto. Formalmente las dos asignaturas están consideradas como independientes pudiendo aprobarse una de ellas sin haber superado la otra, pero por la estructura del temario, Termodinámica I debe estudiarse con anterioridad a adentrarse en el estudio de Termodinámica II, pues esta última hace uso de conceptos y modelos físicos desarrollados en la primera. Estas dos asignaturas cuatrimestrales son continuidad de la asignatura anual Termología y Mecánica Estadística en la anterior Licenciatura en Ciencias Físicas en la UNED.

El objetivo de Termodinámica I es iniciarse en el estudio de las leyes que rigen el comportamiento de los sistemas macroscópicos (sistemas constituidos por muchos átomos, moléculas o partículas) a partir de las nociones básicas de la teoría atómica. El temario incluye nociones de mecánica estadística, termodinámica y teoría cinética y se corresponde con el contenido en los capítulos 1 a 4 de los dos libros de texto citados en el apartado de Bibliografía básica.

La asignatura pretende la adquisición de los conocimientos básicos de termodinámica aplicada a sistemas físicos clásicos y sienta las bases para el estudio de otras asignaturas de carácter más específico, como es el caso de la asignatura optativa Energía y Medio Ambiente en la que se aplican las leyes de la termodinámica a procesos físico-químicos de generación de energía.

Los textos base de esta asignatura son autocontenidos no necesitándose ningún otro material para su estudio. En cualquier caso, para abordar adecuadamente el estudio de la asignatura, se precisa un conocimiento previo de aspectos básicos de física y de matemáticas que se proporcionan en asignaturas de los dos primeros cursos del Grado.

Conocimientos de Física

Se requiere conocer las leyes de la mecánica y del electromagnetismo clásico, además de los conceptos básicos de física cuántica: estados cuánticos, niveles energéticos, principio de incertidumbre, longitud de onda de de Broglie, espín y estados de una partícula libre en una caja. Estos conceptos cuánticos se utilizan para el estudio de los sistemas termodinámicos, pero no se precisa conocer la derivación de las expresiones de física cuántica para el estudio de esta asignatura.

Conocimiento de Matemáticas

Para profundizar en el conocimiento de los sistemas físicos es imprescindible conocer la herramienta matemática que permita avanzar en los desarrollos teóricos y en la resolución de problemas. En esta asignatura se necesitan conocimientos de álgebra y cálculo de funciones de varias variables, representación de funciones, integración y diferenciación. Además, algunos problemas requieren resolver ecuaciones sencillas en derivadas totales, pero con los ejercicios resueltos se pueden adquirir los conocimientos necesarios para resolver estas ecuaciones sin que sea necesario haber cursado una asignatura específica de ecuaciones diferenciales.

Se hace especial énfasis en algunos problemas en la discusión del límite cuando un parámetro toma un valor muy pequeño o un valor muy grande. Para estos casos, se necesita realizar desarrollos en serie de Taylor de funciones sencillas.

Conocimiento de Inglés

A nivel de lectura y comprensión de textos científicos y técnicos.

Para consultas sobre esta asignatura, diríjanse al Tutor en su Centro Asociado; o bien, a cualquiera de los Profesores en la Sede Central. Se recomienda plantear las dudas y sugerencias haciendo uso de los foros en las páginas virtuales de la asignatura.
También pueden realizarse consultas por correo, teléfono o e-mail de la forma que se indica a continuación.

Postales:

Prof. Jose L. Castillo
UNED
Facultad de Ciencias
Departamento de Física Matemática y de Fluidos
Apdo. 60141
28080 Madrid

Presenciales:

Facultad de Ciencias - UNED
Urbanización Monte Rozas.
Avda. Esparta, s/n, Ctra, Las Rozas a El Escorial km. 5
28232 Las Rozas - Madrid

D. Jose L. Castillo
Despacho 1.21
Tel.: 91 398 71 22

D. Pedro L. García Ybarra
Despacho 1.21
Tel.: 91 398 67 43

Horario de Atención: lunes de 11:00 a 13:00 y de 16:00 a 18:00 horas.

El horario habitual de permanencia de los Profesores de esta asignatura en la Universidad, es de 9 a 18 horas, de lunes a viernes. Se aconseja a los alumnos que realicen sus consultas durante el horario designado (los lunes en el horario indicado), cuando podrán contactar fácilmente con los profesores. Si desean hacer una consulta en el despacho y no pueden en este horario, llamen antes por teléfono para concertar una cita en otro momento.

En el enlace que aparece a continuación se muestran los centros asociados y extensiones en las que se imparten tutorías de la asignatura. Estas pueden ser:

• Tutorías de centro o presenciales: se puede asistir físicamente en un aula o despacho del centro asociado.

• Tutorías campus/intercampus: se puede acceder vía internet.

Consultar horarios de tutorización de la asignatura 61043029

Principales resultados de aprendizaje:

• Aplicar conceptos termodinámicos y estadísticos para el estudio de sistemas físicos de gran número de partículas.
• Asimilar los niveles macroscópico y microscópico de descripción de los estados de equilibrio.
• Entender la descripción de los estados de equilibrio mediante valores medios y la importancia de las fluctuaciones.
• Caracterizar distintos tipos de procesos termodinámicos (cuasiestáticos y no cuasiestáticos, reversibles e irreversibles).
• Hacer uso de sistemas simplificados (gas ideal, gas de esferas duras, sistema ideal de espines) como modelos para describir el comportamiento de sistemas termodinámicos. Interpretar los resultados del modelo y conocer sus limitaciones.
• Aplicar nociones de probabilidad para el estudio de variables estocásticas discretas y continuas de sistemas físicos de muchas partículas.
• Conocer la distribución binómica para la descripción estadística de procesos estadísticamente independientes.
• Entender los fundamentos del movimiento browniano.
• Conocer los principios de la Termodinámica, consecuencias y aplicaciones.
• Conocer el Primer Principio como principio general de conservación de la energía, con una función de estado, la energía interna.
• Diferenciar entre los intercambios de energía en forma de calor y en forma de trabajo en diferentes procesos termodinámicos.
• Conocer y saber aplicar el Segundo Principio de la Termodinámica.
• Entender el concepto de entropía y su relación con la irreversibilidad y el desorden.
• Describir los estados accesibles en sistemas termodinámicos con niveles energéticos discretos.
• Saber describir los estados de equilibrio de un sistema en contacto con un foco térmico. Conocer las aplicaciones de la distribución canónica o de Boltzmann.
• Saber calcular la variación de entropía en sistemas discretos a partir del cambio en el número de estados accesibles.
• Comprender la relación directa entre el formalismo termodinámico y los experimentos.

Por las características de la enseñanza a distancia, el trabajo autónomo del alumno constituye el elemento central del aprendizaje. Se aconseja seguir una pauta continua de estudio.

En la bibliografía indicada para esta asignatura, el libro de Reif (libro de teoría en lo que sigue) es de fácil lectura y contiene algunos ejemplos resueltos en el desarrollo de la teoría dentro de cada capítulo, además de gran número de problemas sin resolver al final de cada capítulo. Por otra parte, el libro de Castillo y Garcia Ybarra (libro de problemas) complementa al texto de teoría y contiene resueltos un buen número de problemas planteados en exámenes en la UNED durante los últimos años. Ambos libros que deben estudiarse simultáneamente siguen la misma secuencia temática dado que el segundo ha sido preparado como complemento y ampliación del contenido del primero.

ACTIVIDADES. SECUENCIA DE ESTUDIO

Para cada capítulo, se recomienda la siguiente secuencia de estudio:

1. PRIMERA LECTURA RÁPIDA. Inicialmente, se debe realizar una primera lectura rápida de la teoría del capítulo en el libro de teoría (Reif) con el objeto de fijar los conceptos que se desarrollan en ese capítulo.

2. RESUMEN DE TEORÍA. A continuación, se tiene que revisar en detalle el resumen de teoría del capítulo del libro de problemas, comprobando qué conceptos se han entendido y cuáles deben ser revisados para profundizar en ellos en una segunda lectura.

3. SEGUNDA LECTURA Y AUTOAJUSTE DEL RESUMEN. Volver a leer el capítulo del libro de teoría (esta segunda vez, de manera más pausada, deteniéndose en los conceptos y ecuaciones resaltados en el anterior resumen de teoría) y preparar, a la vez, un resumen de teoría que amplíe el contenido en el libro de problemas, ajustando el contenido de este resumen a las necesidades propias de cada uno. En este resumen se deben incluir los conceptos y fórmulas que el alumno no domine para servir de refuerzo en el estudio del capítulo, así como poder volver atrás y revisar la teoría según se avanza en el curso.

4. PREGUNTAS TIPO TEST. Intentar justificar las contestaciones de las preguntas tipo test del libro de problemas, razonando por qué son incorrectas las respuestas no seleccionadas.

5. REALIZACIÓN DE PROBLEMAS. Realizar la mayor parte de los problemas del libro de problemas, todos ellos resueltos en el texto. Es recomendable que intente resolver los problemas sin ayuda del texto, en lugar de pasar directamente a ver la solución indicada en el libro.

6. PROBLEMAS SIN RESOLVER. Intentar resolver algunos de los problemas del final del capítulo del libro de teoría.

7. REVISIÓN DEL RESUMEN DE TEORÍA. En las etapas 4 a 6, cada vez que surja un concepto de teoría que no se conoce, incorporar este concepto al resumen de teoría del paso 3. Este resumen revisado permitirá volver a repasar el capítulo en un tiempo corto al final del curso para preparar el examen.

Tras estos procesos, se debe

8. RESOLUCIÓN DE EXÁMENES. Resolver algunos exámenes de años anteriores que se incluyen en las páginas virtuales de esta asignatura en la UNED.

Las actividades anteriores no son excluyentes ni independientes entre sí, pues cada vez que se justifica una pregunta tipo test (actividad 4) o se resuelve uno de los problemas (5, 6, 8) aparecen conceptos de teoría que deben ser revisados (siendo necesario volver a las etapas 1 a 3) y que pueden llevar a la adición de contenido adicional en el resumen de teoría (7).

Por otra parte, debe tenerse en cuenta que en los exámenes de la asignatura no se permite utilizar libros ni ningún tipo de apuntes. Para la preparación del examen, el alumno debe dominar el resumen de teoría indicado al inicio de cada capítulo del libro de problemas y saberse las fórmulas allí incluidas. Cualquier otra fórmula que se necesitara y no derivara directamente de las contenidas en este resumen, se indicaría en la hoja del examen.

El conjunto de actividades propuestas permitirá al alumno conocer sus progresos en la asignatura y además le facilitarán el desarrollo del juicio crítico sobre su propio trabajo.

Las dudas referentes a conceptos de teoría o a la resolución de problemas pueden plantearse través del Foro general de la asignatura en la plataforma virtual de la UNED. El Equipo Docente aclarará las dudas planteadas en el Foro. Además esta actividad permitirá la interacción con otros estudiantes que planteen dudas similares o relacionadas.

ONSITE TEST
Type of exam
Type of exam	Examen mixto
Quiz questions
Quiz questions	4
Development questions
Development questions	3
Duration of the exam
Duration of the exam	120 (minutes)
Material allowed in the exam
Material allowed in the exam	No se puede utilizar ningún tipo de material, ni siquiera calculadora.
Assessment criteria
Assessment criteria	El examen presencial es obligatorio, tendrá una duración máxima de dos horas y deberá realizarse en un Centro Asociado de la UNED siguiendo el calendario de exámenes establecido. El examen constará de cuatro preguntas tipo test (0,5 puntos cada una), dos cuestiones cortas (2 puntos, cada una) y un problema (4 puntos). Cuando la puntuación obtenida en el problema sea muy baja (inferior a 1 punto), se reducirá la nota final respecto a la mera suma de los puntos anteriormente indicados. No se puede utilizar ningún tipo de material, ni siquiera calculadora.
% Concerning the final grade
% Concerning the final grade	100
Minimum grade (not including continuas assessment)
Minimum grade (not including continuas assessment)	5
Maximum grade (not including continuas assessment)
Maximum grade (not including continuas assessment)	10
Minimum grade (including continuas assessment)
Minimum grade (including continuas assessment)	0
Coments
Coments	En las páginas virtuales de esta asignatura en la UNED se pueden descargar modelos de exámenes, muchos de ellos con la correspondiente solución. Para la preparación del examen, el alumno debe aprenderse bien el resumen de teoría que se indica al principio de cada capítulo del libro de Castillo y García Ybarra. Cualquier otra fórmula que se necesitara y no derivara directamente de las contenidas en estos resúmenes, se indicaría en la hoja del examen. El examen presencial es obligatorio. La realización de la PEC es voluntaria y en caso de no realizarla, el examen será el 100% de la nota final. Es decir, aunque no se haga la PEC, puede obtenerse la máxima calificación (10 puntos) con un examen perfectamente resuelto.

CONTINUOUS ASSESSMENT TEST (PEC)
PEC?
PEC?	Si
Description
Description	La prueba consistirá en contestar a través de la plataforma virtual de la UNED a un cuestionario con 20 preguntas tipo test que se generarán aleatoriamente para cada alumno a partir de una amplia base de preguntas preparadas para este fin. Alguna pregunta puede requerir la realización de un cálculo sencillo por lo que se recomienda tener a mano una calculadora. Esta prueba no es obligatoria y, para los alumnos que la realicen, la nota de la prueba se sumará a la adjudicada al examen presencial.
Assessment criteria
Assessment criteria	La prueba está formada por preguntas tipo test, cada una con cuatro posibles respuestas. - Cada respuesta acertada suma 1 punto, - Cada respuesta fallada resta 1/4 de punto, - La pregunta no contestada no puntúa, - Sólo una de las cuatro opciones de cada pregunta es correcta. La nota de la PEC se obtiene sumando las puntuaciones obtenidas en todas las preguntas y dividiendo la suma por el número de preguntas (20).
Weighting of the PEC in the final grade
Weighting of the PEC in the final grade	La nota de la PEC (máximo 1 punto) se suma a la nota del examen.
Approximate submission date
Approximate submission date	La semana anterior a la primera semana de exámenes de enero-febrero.
Coments
Coments	Los horarios a continuación corresponden a hora española peninsular. La PEC se realiza la semana anterior a la primera semana de exámenes de la Uned en la convocatoria de enero-febrero. El lunes de esta semana anterior a la primera de exámenes, a las 15:00 se activará el acceso al cuestionario en la página virtual de la asignatura (en la lista de tareas), manteniéndose el enlace disponible durante 24 horas, hasta el día siguiente, martes, a las 15:00. La hora límite recomendada de acceso son las 14:00 del martes puesto que 15:00 es la hora límite de entrega de respuestas. Solo se tiene una opción para realizar la prueba (como se especifica en el siguiente apartado), pudiendo acceder al cuestionario en cualquier momento en el periodo indicado. Se dispone de un máximo de 60 minutos para contestar desde que se acceda a las preguntas. Al estar los horarios programados en la aplicación, el cierre del cuestionario es automático bien a los 60 minutos de iniciarse o bien a las 15:00 del martes, no pudiendo enviarse con posterioridad (aunque se hubiera empezado ese día a las 14:30). Se calificará con 1 punto la pregunta acertada y se restará 0,25 puntos por cada una respuesta fallada. Como la puntuación de la prueba está comprendida entre cero y uno, el resultado de la prueba P, será P=(número de aciertos - 0,25 por el número de fallos)/20 El sistema calcula automáticamente la calificación de la prueba. La PEC no es obligatoria y sin ella se puede obtener la máxima calificación en la asignatura. Es una prueba sencilla con un bajo grado de dificultad. Se realiza sin control directo del equipo docente y el alumno puede hacer uso de los apuntes y cualquier otro material disponible en casa. La dificultad de las preguntas y las condiciones de realización no son comparables a las del examen presencial que dispone de un control de los alumnos y debe contestarse sin hacer uso de ningún material. Por todo ello, en la nota final de la asignatura la calificación del examen es preponderante. La calificación en la PEC (normalizada a un máximo de 1 punto) sirve para subir nota y se suma a la del examen sin que, evidentemente, puedan superarse los 10 puntos. En cualquier caso, para obtener Matrícula de Honor, el examen ha de estar prácticamente perfecto. En caso de no superar la asignatura en las pruebas presenciales de enero-febrero, la nota obtenida en la PEC también se tendrá en cuenta en la calificación de septiembre.

OTHER GRADEABLE ACTIVITIES
Are there other evaluable activities?
Are there other evaluable activities?	No
Description
Description	No hay.
Assessment criteria
Assessment criteria
Weighting in the final grade
Weighting in the final grade	0
Approximate submission date
Approximate submission date
Coments
Coments

How to obtain the final grade?
La calificación final es la del examen presencial más la obtenida en la PEC.

El temario de la asignatura Termodinámica I se corresponde con el contenido de los capítulos 1 a 4 de los libros de texto indicados en la bibliografía básica. Los mismos textos (capítulos 5 a 8) se utilizan en la asignatura Termodinámica II.

Ambos libros siguen la misma secuencia temática y deben estudiarse simultáneamente. El libro de Reif es de fácil lectura y contiene gran número de problemas sin resolver al final de cada capítulo. El libro de Castillo y García Ybarra, complementa al texto de Reif y contiene la solución de problemas y cuestiones planteados en los exámenes de la asignatura durante los últimos años.

Se recomienda que se comience estudiando cada capítulo por el libro de Reif y se profundice en el resumen de teoría de cada capítulo en el libro de Castillo y García Ybarra; después deberían analizarse la mayor parte de los problemas propuestos en ambos textos, siguiendo el Plan de Trabajo indicado.

Aunque existe una gran cantidad de libros de Termodinámica y de Mecánica Estadística que el alumno puede consultar para ampliar algunos temas, los libros indicados en el apartado de Bibliografía Básica son autocontenidos y en ellos se encuentra todo el material necesario para la preparación de esta asignatura.

Si algún alumno estuviera interesado en ampliar sus conocimientos sobre algún aspecto concreto del temario, puede ponerse en contacto con los profesores de la asignatura para que le recomienden fuentes de consulta específicas.

En las páginas virtuales de la asignatura, se pondrán documentos con:

• Esta guía de estudio.
• Información y normas para realizar la PEC.
• Copias de exámenes de años anteriores (de esta asignatura Termodinámica I y de cursos anteriores a la implantación del Grado en Física, cuando el temario se correspondía con el de la primera parte de la asignatura Termología y Mecánica Estadística en la licenciatura en Ciencias Físicas).
• Carpeta con preguntas frecuentes.
• Orientaciones para el estudio de la asignatura. Archivo "Termodinamica I-Orientaciones de estudio" con una propuesta de plan de trabajo.
• En su caso, otro material complementario de ayuda al estudio cuando se vea necesario aclarar aspectos del temario no suficientemente desarrollados en los libros de texto.

Este material es para uso exclusivo para los alumnos de la asignatura y no puede ser distribuido, ni insertado en otras páginas web, sin permiso de los autores.

Además, estarán disponibles varios foros de discusión y debate con las herramientas y aplicaciones necesarias para la interacción entre el equipo docente de la asignatura, los tutores de los Centros Asociados y los alumnos:

• Foro de Consultas Generales para preguntar dudas y realizar consultas generales cuya contestación pueda ser de utilidad para otros alumnos.
• Foro de Estudiantes que permite a los alumnos intercambiar libremente opiniones e información entre ellos.
• Foro de Coordinación Tutorial para el intercambio de información entre los Tutores y el Equipo Docente.