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Módulo 1. Termodinámica avanzada 

1.1. Formalismo de la termodinámica 

1.1.1. Leyes de la termodinámica 
1.1.2. La ecuación fundamental 
1.1.3. Energía interna: forma de Euler 
1.1.4. Ecuación de Gibbs-Duhem 
1.1.5. Transformaciones de Legendre 
1.1.6. Potenciales termodinámicos 
1.1.7. Relaciones de Maxwell para un fluido 
1.1.8. Condiciones de estabilidad 

1.2. Descripción microscópica de sistemas macroscópicos I 

1.2.1. Microestados y macroestados: introducción 
1.2.2. Espacio de fases 
1.2.3. Colectividades 
1.2.4. Colectividad microcanónica 
1.2.5. Equilibrio térmico 

1.3. Descripción microscópica de sistemas macroscópicos II 

1.3.1. Sistemas discretos 
1.3.2. Entropía estadística 
1.3.3. Distribución de Maxwell-Boltzmann 
1.3.4. Presión 
1.3.5. Efusión 

1.4. Colectividad canónica 

1.4.1. Función de partición 
1.4.2. Sistemas ideales 
1.4.3. Degeneración de la energía 
1.4.4. Comportamiento del gas ideal monoatómico en un potencial 
1.4.5. Teorema de equipartición de la energía 
1.4.6. Sistemas discretos 

1.5. Sistemas magnéticos 

1.5.1. Termodinámica de sistemas magnéticos 
1.5.2. Paramagnetismo clásico 
1.5.3. Paramagnetismo de Spin ½ 
1.5.4. Desimanación adiabática 

1.6.  Transiciones de fase 

1.6.1. Clasificación de transiciones de fases 
1.6.2. Diagramas de fases 
1.6.3. Ecuación de Clapeyron 
1.6.4. Equilibrio vapor-fase condensada 
1.6.5. El punto crítico 
1.6.6. Clasificación de Ehrenfest de las transiciones de fase 
1.6.7. Teoría de Landau 

1.7. Modelo de Ising 

1.7.1. Introducción 
1.7.2. Cadena unidimensional 
1.7.3. Cadena unidimensional abierta 
1.7.4. Aproximación de campo medio 

1.8. Gases reales 

1.8.1. Factor de comprensibilidad. Desarrollo del virial 
1.8.2. Potencial de interacción y función de partición configuracional 
1.8.3. Segundo coeficiente del virial 
1.8.4. Ecuación de Van der Waals 
1.8.5. Gas reticular 
1.8.6. Ley de estados correspondientes 
1.8.7. Expansiones de Joule y Joule-Kelvin 

1.9. Gas de fotones 

1.9.1. Estadística de Bosones Vs. Estadística de fermiones 
1.9.2. Densidad de energía y degeneración de estados 
1.9.3. Distribución de Planck 
1.9.4. Ecuaciones de estado de un gas de fotones 

1.10. Colectividad macrocanónica 

1.10.1. Función de partición 
1.10.2. Sistemas discretos 
1.10.3. Fluctuaciones 
1.10.4. Sistemas ideales 
1.10.5. El gas monoatómico 
1.10.6. Equilibrio solido-vapor 

Módulo 2. Meteorología y climatología 

2.1. Estructura general de la atmósfera 

2.1.1. Tiempo y clima 
2.1.2. Características generales de la atmósfera terrestre 
2.1.3. Composición atmosférica 
2.1.4. Estructura horizontal y vertical de la atmósfera 
2.1.5. Variables atmosféricas  
2.1.6. Sistemas de observación 
2.1.7. Escalas meteorológicas  
2.1.8. Ecuación de estado 
2.1.9. Ecuación hidroestática 

2.2. Movimiento atmosférico 

2.2.1. Masas de aire 
2.2.2. Ciclones extratropicales y frentes 
2.2.3. Fenómenos de mesoescala y microescala 
2.2.4. Fundamentos de dinámica atmosférica 
2.2.5. Movimiento del aire: fuerzas aparentes y fuerzas reales 
2.2.6. Ecuaciones del movimiento horizontal 
2.2.7. Viento geostrófico, fuerza de fricción y viento del gradiente 
2.2.8. La circulación general atmosférica 

2.3. Intercambio radiactivos de energía en la atmósfera 

2.3.1. Radiación solar y terrestre 
2.3.2. Absorción, emisión y reflexión de radiación 
2.3.3. Intercambios radiactivos Tierra-atmósfera 
2.3.4. Efecto de invernadero 
2.3.5. Balance radiativo en la cima de la atmósfera 
2.3.6. Forzamiento radiativo del clima 

2.3.6.1. Forzamientos naturales y antropogénicos del clima 
2.3.6.2. Sensibilidad climática 

2.4. Termodinámica de la atmósfera 

2.4.1. Procesos adiabáticos: temperatura potencial 
2.4.2. Estabilidad e inestabilidad del aire seco 
2.4.3. Saturación y condensación del vapor de agua en la atmósfera 
2.4.4. Ascenso del aire húmedo: evolución adiabática saturada y pseudoadiabática 
2.4.5. Niveles de condensación 
2.4.6. Estabilidad e inestabilidad del aire húmedo 

2.5. Física de nubes y precipitación 

2.5.1. Procesos generales de formación de nubes 
2.5.2. Morfología y clasificación de nubes 
2.5.3. Microfísica de nubes: núcleos de condensación y núcleos de hielo 
2.5.4. Procesos de precipitación: formación de la lluvia, nieve y granizo 
2.5.5. Modificación artificial de nubes y precipitaciones 

2.6. Dinámica atmosférica 

2.6.1. Fuerzas inerciales y no inerciales 
2.6.2. Fuerza de Coriolis 
2.6.3. Ecuación del movimiento 
2.6.4. Campo horizontal de presiones 
2.6.5. Reducción de presión a nivel del mar 
2.6.6. Gradiente horizontal de presiones 
2.6.7. Presión-densidad 
2.6.8. Isohipsas 
2.6.9. Ecuación del movimiento en el sistema de coordenadas intrínsecas 
2.6.10. Flujo horizontal sin rozamiento: viento geostrófico, viento del gradiente 
2.6.11. Efecto del rozamiento 
2.6.12. Viento en altura 
2.6.13. Regímenes de vientos locales y de pequeña escala 
2.6.14. Medidas de presión y viento 

2.7. Meteorología sinóptica 

2.7.1. Sistemas báricos 
2.7.2. Anticiclones 
2.7.3. Masas de aire 
2.7.4. Superficies frontales 
2.7.5. Frente cálido 
2.7.6. Frente frío 
2.7.7. Depresiones frontales. Oclusión. Frente ocluido 

2.8. Circulación general 

2.8.1. Características generales de la circulación general 
2.8.2. Observaciones en superficie y en altura 
2.8.3. Modelo unicelular 
2.8.4. Modelo tricelular 
2.8.5. Corrientes en chorro 
2.8.6. Corrientes oceánicas 
2.8.7. Transporte de Ekman 
2.8.8. Distribución global de la precipitación 
2.8.9. Teleconexiones. El Niño Oscilación del Sur. La oscilación del Atlántico Norte 

2.9. Sistema climático 

2.9.1. Clasificaciones climáticas 
2.9.2. Clasificación de Köppen 
2.9.3. Componentes del sistema climático 
2.9.4. Mecanismos de acoplamiento 
2.9.5. Ciclo hidrológico 
2.9.6. Ciclo del carbono 
2.9.7. Tiempos de respuesta 
2.9.8. Realimentaciones 
2.9.9. Modelos climáticos 

2.10. Cambio climático 

2.10.1. Concepto de cambio climático 
2.10.2. Obtención de datos. Técnicas paleoclimáticas 
2.10.3. Evidencias de cambio climático. Paleoclima 
2.10.4. Calentamiento global actual 
2.10.5. Modelo de balance de energía 
2.10.6. Forzamiento radiativo 
2.10.7. Mecanismos causales de cambio climático 
2.10.8. Modelos de circulación general y proyecciones 

Módulo 3. Termodinámica de la atmósfera 

3.1. Introducción 

3.1.1. Termodinámica del gas ideal 
3.1.2. Leyes de conservación de la energía 
3.1.3. Leyes de la termodinámica 
3.1.4. Presión, temperatura y altitud 
3.1.5. Distribución de Maxwell-Boltzmann de las velocidades 

3.2. La atmósfera 

3.2.1. La física de la atmósfera 
3.2.2. Composición del aire 
3.2.3. Origen de la atmósfera terrestre 
3.2.4. Distribución de masa atmosférica y temperatura 

3.3. Fundamentos de la termodinámica de la atmósfera 

3.3.1. Ecuación de estado del aire 
3.3.2. Índices de humedad 
3.3.3. Ecuación hidrostática: aplicaciones meteorológicas 
3.3.4. Procesos adiabáticos y diabáticos 
3.3.5. La entropía en meteorología 

3.4. Diagramas termodinámicos 

3.4.1. Diagramas termodinámicos relevantes 
3.4.2. Propiedades de los diagramas termodinámicos 
3.4.3. Emagramas 
3.4.4. Diagrama oblicuo: aplicaciones

3.5. Estudio del agua y sus transformaciones 

3.5.1. Propiedades termodinámicas del agua 
3.5.2. Transformación de fase en equilibrio 
3.5.3. Ecuación de Clausius-Clapeyron 
3.5.4. Aproximaciones y consecuencias de la ecuación Clausius-Clapeyron 

3.6. Condensación del vapor de agua en la atmósfera 

3.6.1. Transiciones de fase del agua 
3.6.2. Ecuaciones termodinámicas del aire saturado 
3.6.3. Equilibrio del vapor de agua con gotitas de agua: curvas de Kelvin y Köhler 
3.6.4. Procesos atmosféricos que dan lugar a condensación de vapor de agua     

3.7. Condensación atmosférica por procesos isobáricos 

3.7.1. Formación de rocío y escarcha 
3.7.2. Formación de nieblas de radiación y de advección 
3.7.3. Procesos isoentálpicos 
3.7.4. Temperatura equivalente y temperatura del termómetro húmedo 
3.7.5. Mezclas isoentálpicas de masas de aire 
3.7.6. Nieblas de mezcla 

3.8. Condensación atmosférica por ascenso adiabático 

3.8.1. Saturación del aire por ascenso adiabático 
3.8.2. Procesos de saturación adiabáticos reversibles 
3.8.3. Procesos pseudo-adiabáticos 
3.8.4. Temperatura pseudo-potenciales equivalente y del termómetro húmedo 
3.8.5. Efecto Föhn 

3.9. Estabilidad atmosférica 

3.9.1. Criterios de estabilidad en aire no saturado 
3.9.2. Criterios de estabilidad en aire saturado 
3.9.3. Inestabilidad condicional 
3.9.4. Inestabilidad convectiva 
3.9.5. Análisis de estabilidades mediante el diagrama oblicuo 

3.10. Diagramas termodinámicos 

3.10.1. Condiciones para transformaciones de área equivalentes 
3.10.2. Ejemplos de diagramas termodinámicos 
3.10.3. Representación gráfica de variables termodinámicos en un diagrama T-ln(p) 
3.10.4. Uso de diagramas termodinámicos en meteorología 

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