Física II

No final desta unidade curricular o estudante terá adquirido conhecimentos, aptidões e competências

Caracterização geral

Pré-requisitos

É recomendada a aprovação prévia nas disciplinas de

 "Análise Matemática I"

e

 "Física I".

Bibliografia

A: Fundamentals of Physics; Halliday/Resnick/Walker

B: Física (um curso universitário); Alonso e Finn ed. Brasileira, 1981, vol 1

C: Sebenta Fis II em Documentação de Apoio – Acetatos

D: Physics; Paul Tipler and Gene Mosca

E: Physics; Kane & Sternheim

Método de ensino

Informações gerais sobre o funcionamento da disciplina tais como regras, datas importantes, notas das avaliações e outras informações complementares estão disponíveis na página da disciplina no clip. Documentação necessária à realização das aulas práticas deverá ser consultada no no CLIP na pasta “Protocolos”. O programa, conteúdos programáticos das aulas e a bibliografia, estão disponíveis na página da disciplina no clip.  

A unidade curricular de Física II está dividida nas seguintes componentes: Teórico (T); Teórico-Prático (TP) ; e numa componente prática (P ). As aulas teórico, T,  têm a duração de 2,5 h semanais (1 h + 1:30 h) e as aulas TP, têm a duração 1 h semanal. As aulas P, tem carga horária de duas horas, de duas em duas semanas.

As aulas T servem para introduzir os estudantes no conteúdo estrutural desta unidade curricular. Nas aulas TP far-se-á a discussão e a resolução problemas de aplicação dos conceitos expostos nas T. Nas aulas P, laboratoriais, são realizados trabalhos experimentais com o objectivo de acompanhar e verificar fenómenos e processos físicos descritos nas aulas teórico-práticas e a desenvolver competências na montagem de laboratório e na experimentação. Servem também a introduzir ao manuseamento de aparelhos de (multímetros, balança, termómetros, IGNOREes de tensão, IGNOREes de calor, etc …).

Método de avaliação

NOVO

Atendendo à situação de pandemia, os estudantes que pretendam realizar o exame de recurso, deverão estar inscritos em Física II na plataforma moodle - https://moodle.fct.unl.pt/course/view.php?id=6497

O exame irá ser realizado em ambiente Respondus Monitor e Lockdown Browser a funcionar em associação com o Moodle. Os alunos que não reunam condiçoes técnicas para fazer a prova nas condições acima poderão fazer a prova no moodle, mas vigiada por sessão Zoom no seu telemóvel, desde informem previamente o regente.

Só poderão aceder ao exame os estudantes que não tenham obtido aprovação nesta unidade curricular ou que se tenham inscrito regularmente para melhoria.

Preâmbulo

O funcionamento desta unidade curricular é modificado em relação aos últimos anos. As aulas de Física II terão os seguintes componentes (com a carga letiva semanal indicada):

# T Teórico – 2,5 h

# TP Teórico-prática – 1 h

# P Prática – 1 h (2 h de laboratório, em semanas alternadas); aulas presenciais, obrigatórias e exclusivas para estudantes sem frequência.Ver também “Método de Ensino”.

As aulas T e TP não são de presença obrigatórias, e decorrem online, mas requerem a inscrição no clip dos alunos que pretendam participar nessas aulas de forma ativa; os lugares disponíveis são limitados.

Os testes e exames estão previstos serem presenciais.

Componente Teórico

1. A avaliação da componente teórico é efectuada através de testes ou exame.
2. No âmbito da avaliação contínua serão efectuados 2 testes ao longo do semestre, cuja classificação será arredondada às décimas.
3. A classificação da componente T (C_T) é a média aritmética arredondada às unidades das classificações obtidas nos testes ou a classificação do exame final.
4. Os estudantes que obtenham uma classificação C_T igual ou superior a 10 valores obtêm aprovação na componente teórico-prática.

Componente Teórico-Prática

1. Esta componente não tem avaliação direta. 

Componente Prática

1. As aulas práticas (laboratoriais) terão início na 2ª semana de aulas, e destinam-se exclusivamente a alunos que nunca tenham obtido frequência a esta UC ou alunos que tenham perdido frequência (por a terem obtido há mais de dois anos).
2. Na primeira aula prática de cada turno serão: a) apresentadas em detalhe as regras de avaliação desta componente; b) confirmadas presencialmente as inscrições nos turnos; c) constituídos os grupos de trabalho (2 estudantes por grupo); d) efectuada uma revisão sobre o tratamento de dados; e) normas de funcionamento especiais no âmbito da presente situação de pandemia.
3. Os estudantes que não satisfaçam o nº 2.b poderão ter a sua inscrição no turno prático cancelada no CLIP.
4. Os alunos que tenham obtido frequência há dois ou mais anos, deixam de ter frequência. Para se inscreverem nas aulas práticas devem contactar o docente responsável pelas aulas de laboratório por correio electrónico, indicado por ordem de preferências três turnos práticos. Conforme a disponibilidade, serão inscritos num turno.
5. No limite das vagas disponíveis, poderão ser aceites mudanças de turno durante a primeira semana de aulas práticas. Para tal, os estudantes deverão contactar o docente responsável pelas aulas de laboratório por correio electrónico.
6. Nas aulas de laboratório serão realizados 4 trabalhos de laboratório; durante os quais os estudantes serão avaliados pelo desempenho e pelo relatório produzido e entregue impreterivelmente até às 24 h do dia da aula. 
7. A classificação da componente prática C_P é a média aritmética arredondada às décimas das classificações obtidas nos trabalhos de laboratório, cada uma delas arredondada às décimas. Um relatório em falta entrará na média com a classificação de 0 valores (ou seja, também não é considerado o desempenho). 
8. Os estudantes que obtenham uma classificação C_P igual ou superior a 10 valores e que tenham dado faltas em número igual ou inferior a 1, obtêm aprovação na componente prática.

Frequência

1. Os estudantes aprovados na componente prática obtêm frequência à unidade curricular.
2. A frequência obtida nos dois último anos lectivos é válida no corrente ano lectivo.

3. As pautas com a indicação dos alunos com frequências obtidas em anos anteriores serão publicadas no início do semestre. É da responsabilidade do aluno verificar a sua situação.

Aprovação

1. Os estudantes aprovados simultaneamente nas componentes teórico e prática obtêm aprovação na unidade curricular.

Classificação Final dos Estudantes

1. A classificação final (C_F) é o resultado da seguinte expressão aproximado às unidades:
           C_F = C_T × 0,7 + C_P × 0,3

2. Os estudantes que obtenham classificação final superior a 16 valores são admitidos a uma prova adicional (ex: oral).

3. Na prova adicional mencionada no número anterior, os estudantes podem subir ou descer a nota final com a garantia de classificação mínima de 16 valores.

4. A ausência à prova adicional referida no número anterior traduz a aceitação por parte do estudante da nota final de 16 valores.

Melhoria de Nota

1. Os estudantes que pretendam efectuar melhoria de nota devem cumprir, para esse efeito, as formalidades legais de inscrição.
2. Os estudantes que tenham obtido aprovação na unidade curricular nos dois últimos anos letivos, podem melhorar apenas a classificação da componente teórica.
3. Em qualquer dos dois casos referidos no número anterior, as classificações da outra componente de avaliação (C_P), contribuem da forma prevista para a nova classificação final em caso de melhoria efectiva.
4. A nova classificação final é obtida seguindo a fórmula referida acima.
5. Os estudantes que obtenham classificação final superior a 16 valores são admitidos a uma prova adicional (ex:oral), conforme descrito acima.
6. Nos restantes casos, não previstos nos números anteriores, o estudante não melhora a classificação.

 Regras Adicionais – Conduta na Sala de Aula

1. Para que todos beneficiem da experiência de aprendizagem é exigido aos estudantes que respeitem as seguintes regras de conduta na sala de aula:

a) Pontualidade: Os estudantes deverão estar presentes na sala à hora de começo da aula. Os docentes impedirão a entrada dos estudantes que cheguem mais de 5 minutos atrasados;
b) Preparação das aulas e participação nas discussões: A participação activa exige que os estudantes preparem a matéria apresentada e discutida nas aulas, e que contribuam para as discussões;
c) Os telemóveis, durante as aulas de todas as componentes de Física II, a menos que seja dada informação contrária pelo docente, devem permanecer desligados e guardados até ao fim da aula.
d) A utilização de computadores portáteis e outros aparelhos electrónicos nas salas de aulas está sujeita à aprovação dos docentes.

 Regras Adicionais – Testes e Exame

1. Cada teste incidirá essencialmente sobre toda a matéria leccionada nas aulas teóricas até à aula teórica anterior ao teste.
2. Apesar de a avaliação nos testes não ser cumulativa, e devido à natureza dos assuntos abordados nesta Unidade Curricular, não é excluído que um elemento de avaliação se socorra de conhecimentos respeitantes à matéria avaliada em elemento(s) anterior(es).
3. Os testes realizam-se no horário das aulas dos respectivos turnos teóricos, na sala onde normalmente decorrem as lições ou em sala previamente anunciada no CLIP.
4. Os estudantes só poderão ter consigo durante a prova de avaliação:

a) Caneta/esferográfica;
b) Documento de identificação com fotografia;
c) Máquina de calcular científica, não programável e não gráfica.

5. Durante a realização das provas não é permitida a utilização de aparelhos electrónicos, tais como máquinas de calcular e telemóveis (os quais devem estar desligados e não podem estar sobre as mesas onde é realizada a prova).
6. Não é permitido desagrafar as folhas dos cadernos com os enunciados e com as resoluções feitas pelos estudantes na prova.
7. A prova será anulada se não forem satisfeitos os n.ºs 4, 5 ou 6.
8. Os estudantes que cometam fraude numa prova de avaliação (Teste ou Exame) terão a referida prova anulada, estão automaticamente reprovados na unidade curricular no presente ano lectivo, e perdem a frequência caso já a tenham obtido em anos lectivo anteriores, o que implica que terão que obter frequência no ano lectivo seguinte.

Conteúdo

1. Energia
1.1 Revisões sobre a grandeza Energia
1.2 Energia Interna

2. Teoria Cinética dos Gases
2.1 Pressão, Temperatura
2.2 Equipartição de Energia; Distribuição de Maxwell Boltzmann
2.3 Livre Percurso Médio, Difusão, Pressão Osmótica.

3. Dinâmica de Fluidos
3.1 Densidade e Pressão: barométrica, manométrica e absoluta
3.2 Princípio de Arquimedes
3.3 Equações de Continuidade e de Bernoullie
3.4 Aplicações: Voar; Tubo de Venturi.
3.5 Viscosidade; regimes de movimento de fluidos viscosos
3.6 Lei de Poiseuille

4. Conceitos fundamentais da Termodinâmica
4.1 Sistema termodinâmico
4.2 Propriedades termodinâmicas
4.3 Processos termodinâmicos

5. Temperatura
5.1 Equilíbrio térmico. Lei zero da Termodinâmica.
5.2 Propriedades termométricas
5.3 Escalas de temperatura

6. Equações de Estado
6.1 Equação de Estado e superfície P-V-T
6.2 Equação de estado de um gás ideal
6.3 Equação de estado de um gás real
6.4 Transformações físicas (mudanças ou transições de fase)

7. Propriedades Térmicas da Matéria
7.1 Expansibilidade e Compressibilidade
7.2 Calor específico.

8. Primeira Lei da Termodinâmica
8.1 Trabalho
8.2 Calor
8.3 Conservação de energia - Primeira Lei da Termodinâmica
8.4 Entalpia
8.5 Equações de energia interna
8.6 Processos adiabáticos

9. Transferência de calor
9.1 Condução
9.2 Convecção
9.3 Radiação

10. Máquinas térmicas, máquinas frigoríficas e bombas de calor.
10.1 Diagrama de fluxo de energia numa máquina térmica. Rendimento
10.2 Motores de combustão externa – Ciclo de Stirling e máquina a vapor
10.3 Motores de combustão interna – Ciclo de Otto
10.4 Diagrama de fluxo de energia de um refrigerador. Eficiência
10.5 Diagrama de fluxo de energia de uma bomba de calor. Eficiência 

11. Segunda Lei da Termodinâmica
11.1 Segunda Lei – Enunciados de Kelvin e de Clausius
11.2 Teorema de Carnot; Temperatura termodinâmica
11.3 Entropia
11.4 Processos reversíveis e irreversíveis; Desigualdade de Clausius
11.5 Visão microscópica de Entropia
11.6 Diagramas T-S

12. Equações Fundamentais e Potenciais Termodinâmicos
12.1 Equações TdS; Exemplos de Aplicação
12.2 Potenciais Termodinâmicos; Evolução dos sistemas para o equilíbrio

13. Terceira Lei da Termodinâmica
13.1 Enunciado da Terceira Lei da Termodinâmica
13.2 Consequências da Terceira Lei

14. Sistemas Abertos
14.1 Modificação das equações
14.2 Potencial químico
14.3 Transições de fase.
14.4 Equação de Clausius-Clapeyron
14.5 Visão termodinâmica da difusão e da pressão osmótica.

Cursos

Cursos onde a unidade curricular é leccionada: