Laajuus: 5
Aikataulu: 30.10.2018 - 14.12.2018
Vastuuopettaja (voimassa 01.08.2018-31.07.2020):
Jonatan Slotte (luennot)
Jani Sainio (laboratoriotyöt)
Opetusperiodi (voimassa 01.08.2018-31.07.2020):
II syksy (2018-2019, 2019-2020)
Osaamistavoitteet (voimassa 01.08.2018-31.07.2020):
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.
Sisältö (voimassa 01.08.2018-31.07.2020):
Aina välttämätön aines:
Tietäminen: Peruskäsitteet: paine, tilavuus, työ, lämpötila, lämpö, lämpökapasiteetti, sisäenergia, entalpia, entropia, jännitys, venymä ja kimmokerroin; Lämmön johtuminen, Fourierin laki; Ideaalikaasun tilanyhtälö, molaariset ominaislämpökapasiteetit; Kineettinen kaasuteoria, Maxwellin vauhtijakauma, ekvipartitioteoreema kaasuille; 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; 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 01.08.2018-31.07.2020):
Luennot, harjoitukset, laboratoriotyöt ja tentti.
Työmäärä toteutustavoittain (voimassa 01.08.2018-31.07.2020):
Luentoja 5 x 4 h = 20 h, laskuharjoituksia 5 x 4 h = 20 h, laboratoriotöitä 3 x 3 h = 9 h.
Oppimateriaali (voimassa 01.08.2018-31.07.2020):
Principles of Physics, Walker, Halliday, Resnick, 10th edition (International Student version)
Korvaavuudet (voimassa 01.08.2018-31.07.2020):
Kurssi korvaa kurssin Tfy-3.1362 Fysiikka IB.
Kurssin voi korvata kahdella vanhalla fysiikan peruskurssilla, joista toinen on Tfy-3.1362 Fysiikka IB ja toinen mikä tahansa muu vanha fysiikan peruskurssi (Tfy-3.1xxx Fysiikka IA, Fysiikka IIA, Fysiikka IIB tai Laboratoriotyöt).
Vastaavat kurssit PHYS-A2120 Termodynamiikka (CHEM) ja PHYS-A3121/2 Termodynamiikka (ENG1/2).
Kurssin kotisivu (voimassa 01.08.2018-31.07.2020):
https://mycourses.aalto.fi/course/search.php?search=PHYS-A5120
Esitiedot (voimassa 01.08.2018-31.07.2020):
Lukion pitkä matematiikka, lukion oppimäärän kurssit FY2, FY3, FY4 ja FY5 soveltuvin osin sekä Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 tai vastaavat tiedot.
Arvosteluasteikko (voimassa 01.08.2018-31.07.2020):
0-5
Ilmoittautuminen (voimassa 01.08.2018-31.07.2020):
Ilmoittautuminen WebOodissa.