Στόχος του μαθήματος: Η εισαγωγή στις βασικές έννοιες της θερμοκρασίας και της θερμότητας, η ποιοτική θεμελίωση των ιδανικών αερίων και των πραγματικών αερίων και κυρίως η παρουσίαση των βασικών αξιωματικών νόμων της κλασσικής θερμοδυναμικής και η εφαρμογή τους στη μελέτη φυσικών συστημάτων εκτός των αερίων.
Εβδομαδιαία ανάπτυξη Ύλης
Κυματική
- Κύματα σε ελαστικά μέσα: Βασικές έννοιες κύματος, παραγωγή κυματικής εξίσωσης, αρμονικά κύματα. Χαρακτηριστικά μηχανικών κυμάτων, ενέργεια κύματος. Προβλήματα.
- Διάδοση ελαστικών κυμάτων: Επαλληλία κυμάτων, ταχύτητα φάσεως και ομάδος. Στάσιμα κύματα, κανονικοί τρόποι, διακροτήματα. Προβλήματα.
- Ηχητικά κύματα: Παραγωγή ηχητικών κυμάτων, εφαρμογές. Προβλήματα.
Μηχανική των ρευστών
- Ρευστά (αέρια και υγρά). Πίεση. Πυκνότητα. Ρευστά σε ισορροπία. Υδροστατική. Άνωση. Αρχή Pascal. Αρχή Αρχιμήδη. Προβλήματα.
- Επιφανειακή τάση. Δυνάμεις συνεπαφής υγρού-στερεού. Τριχοειδή φαινόμενα. Ροή υγρών. Στρωτή ροή. Νόμος της συνέχειας. Νόμος Bernoulli. Τυρβώδης ροή. Ιξώδες. Προβλήματα.
- Συνοπτικά για την παραμόρφωση στερεών. Προβλήματα.
Θερμότητα-Θερμοδυναμική
- Σύστημα, περιβάλλον, καταστατικές μεταβλητές, ισορροπία και μεταβολή. Θερμοκρασία και μηδενικός νόμος, κλίμακες θερμοκρασιών και θερμομετρικές ιδιότητες. Προβλήματα.
- Πρώτος νόμος: θερμότητα και έργο, θερμοχωρητικότητα και θερμιδομετρία, μηχανισμοί μεταφοράς θερμότητας. Ο 1ος νόμος σε συστήματα με άλλες από PVT μεταβλητές. Προβλήματα.
- Νόμοι του ιδανικού αερίου εμπειρικά και με στοιχεία κινητικής θεωρίας. Πραγματικό αέριο. Μεταβολές του ιδανικού αερίου και κύκλοι, θερμικές μηχανές και απόδοση. Προβλήματα.
- Δεύτερος θερμοδυναμικός νόμος, κύκλος Carnot, εντροπία, ανισότητα Clausius. Γενίκευση 2ου νόμου. Απόδειξη των κλασσικών διατυπώσεων. Ισορροπία συστημάτων. Προβλήματα.
