Huomaa! Kurssikuvaus vahvistetaan kahdeksi lukuvuodeksi (1.8.2018-31.7.2020) kerrallaan ja esimerkiksi osaamistavoitteet, arviontimenetelmät ja keskeinen sisältö pysyvät pääsääntöisesti samana. Kullakin toteutuskerralla voidaan kuitenkin kurssiesitteen avulla tarkentaa ja muuttaa kurssin toteutustapaa, kuten kontaktiopetuksen järjestämistapaa, arviointimenetelmien painotusta tai materiaaleja.
OSAAMISTAVOITTEET
- Kurssin suoritettuaan opiskelija osaa suorittaa fysikaalisia mittauksia ja analysoida saamiaan tuloksia,
- ratkaista nesteiden virtauksia jatkuvuusyhtälön ja Bernoullin yhtälön avulla,
- ratkaista elastisen kappaleen lämpövenymiä ja -jännityksiä sekä paineen aiheuttamia elastisia muodonmuutoksia,
- soveltaa termodynamiikan pääsääntöjä termodynaamisiin prosesseihin,
- selittää kineettisen kaasuteorian ja ideaalikaasun tilanyhtälön yhteyden,
- analysoida termodynaamisia kiertokoneita ja laskea näiden hyötysuhteen sekä käyttöpaineen, -lämpötilan ja -tilavuuden.
Laajuus: 5
Aikataulu: 30.10.2018 - 14.12.2018
Vastuuopettaja (voimassa 01.08.2020-31.07.2022): Jami Kinnunen, Jani Sainio
Vastuuopettaja (koskee tätä kurssikertaa): Jami Kinnunen, Jani Sainio
Kurssin yhteystiedot (koskee tätä kurssikertaa):
Kurssin CEFR-taso (koskee tätä kurssikertaa):
Opetuskieli ja suorituskielet (voimassa 01.08.2020-31.07.2022):
Opetuskieli: suomi
Suorituskielet: suomi
SISÄLTÖ, ARVIOINTI JA KUORMITTAVUUS
Sisältö
Voimassa 01.08.2020-31.07.2022:
Aina välttämätön aines: Tietäminen: Peruskäsitteet: paine, tilavuus, lämpötila, sisäenergia, entalpia, entropia sekä lämpö, työ ja lämpökapasiteetti sekä jännitys, venymä ja kimmokerroin; Lämmön johtuminen, Fourierin laki; Ideaalikaasun tilanyhtälö, molaarinen ominaislämpökapasiteetti ja adiabaattivakio; Kineettinen kaasuteoria ja ekvipartitioteoreema; Maxwellin vauhtijakauma; Termodynamiikan pääsäännöt; Termodynaamiset prosessit pV-tasossa; Kiertokoneet: lämpövoimakone, jäähdytyskone ja lämpöpumppu; Bernoullin yhtälö ja jatkuvuusyhtälö. Soveltaminen: Lämmön johtuminen eri aineissa; Kaasun tila tilanyhtälön avulla; Termodynaamisen prosessin tekemä työ ja ottama lämpö; Kiertokoneen ottama lämpö, tekemä työ ja hyötysuhde (lämpövoimakoneista vain Otto-sykli); Sauvan venymä ja jännitys voiman vaikuttaessa; Pyörteettömän, kokoonpuristumattoman ja kitkattoman virtauksen nopeus ja paine. Tarpeellinen ja täydentävä aines: Tietäminen: Muut kuin ideaalikaasun tilanyhtälöt; Dulongin ja Petitin laki; Prosessit muissa kuin pV-tasossa; Ei-reversiibelit prosessit; Diffuusio; Lämpövenymä ja -jännitys; Paine pallosymmetrisenä jännityksenä, noste. Soveltaminen: Todennäköisin ja keskimääräinen kaasumolekyylin vauhti Maxwellin vauhtijakaumasta; Kiertokoneen tehollinen keskipaine ja puristussuhde; Lämpö, työ ja hyötysuhde muissa kuin Otto-syklillä toimivissa lämpövoimakoneissa; Sauvan venymä ja jännitys lämpötilan muuttuessa.
Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet
Voimassa 01.08.2020-31.07.2022:
Luennot, laskuharjoitukset, laboratoriotyöt, tentti.
Koskee tätä kurssikertaa:
Syksyn 2018 kurssin suorittaminen koostuu neljästä osasuorituksesta:
- Tentti, joka on läpäistävä vähintään kuudella pisteellä ja josta voi saada enintään 20 pistettä
- Laskuharjoitukset, joista voi saada enintään 40 pistettä
- Luentojen esitehtävät, joista voi saada enintään 20 pistettä
- Laboratoriotyöt, jotka on suoritettava hyväksytysti ja joista voi saada enintään 20 pistettä
Kurssin suorittamiseksi on läpäistävä tentti vähintään kuudella pisteellä, suoritettava hyväksytysti laboratoriotyöt ja kokonaispisteiden on oltava vähintään 50. Huomaa, että tentti määrää vain viidesosan kurssin arvosanasta! Osasuorituksista
laboratoriotyöt
ovat voimassa kurssin seuraavan toteutuskerran kurssitenttiin asti, eli
syksyn 2018 suoritukset ovat siis voimassa vuoden 2019 toisen periodin
loppuun. Sen sijaan muut osasuoritukset vanhenevat jo vuoden 2019
ensimmäisen periodin lopussa.- Tentti, joka on läpäistävä vähintään kuudella pisteellä ja josta voi saada enintään 20 pistettä
Työmäärä toteutustavoittain
Voimassa 01.08.2020-31.07.2022:
Kontaktiopetus 52 h, itsenäinen työskentely 80 h.
PERUSTIETOJA
Oppimateriaali
Voimassa 01.08.2020-31.07.2022:
Douglas C. Giancoli, Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics, 4th Edition, Pearson Prentice Hall.
Korvaavuudet
Voimassa 01.08.2020-31.07.2022:
Vastaavat kurssit PHYS-A0120/PHYS-A3121 Termodynamiikka ja PHYS-A5120 Termodynamik.
Kurssi korvaa kurssin PHYS-A3120 Termodynamiikka (ENG), Tfy-3.1182 Fysiikka IB tai Tfy-3.1242 Fysiikka IB. Kurssin voi korvata kurssilla PHYS-A3120 Termodynamiikka (ENG) tai kahdella vanhalla fysiikan peruskurssilla, joista toinen on Tfy-3.1182 Fysiikka IB tai Tfy-3.1242 Fysiikka IB ja toinen mikä tahansa muu vanha fysiikan peruskurssi (Tfy-3.1xxx Fysiikka IA, Fysiikka IIA, Fysiikka IIB tai Laboratoriotyöt).
Esitiedot
Voimassa 01.08.2020-31.07.2022:
Lukion pitkä matematiikka, lukion oppimäärän kurssit FY2, FY3, FY4 ja FY5 (LOPS 2003) tai FY2, FY4, FY5 (LOPS 2015) soveltuvin osin.
LISÄTIETOJA
- Teacher: Kinnunen Jami
- Teacher: Sainio Jani