Huomaa! Kurssikuvaus vahvistetaan kahdeksi lukuvuodeksi 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

  1. Kurssin suoritettuaan opiskelija osaa suorittaa fysikaalisia mittauksia ja analysoida saamiaan tuloksia,
  2. ratkaista nesteiden virtauksia jatkuvuusyhtälön ja Bernoullin yhtälön avulla,
  3. ratkaista elastisen kappaleen lämpövenymiä ja -jännityksiä sekä paineen aiheuttamia elastisia muodonmuutoksia,
  4. soveltaa termodynamiikan pääsääntöjä termodynaamisiin prosesseihin,
  5. selittää kineettisen kaasuteorian ja ideaalikaasun tilanyhtälön yhteyden,
  6. analysoida termodynaamisia kiertokoneita ja laskea näiden hyötysuhteen sekä käyttöpaineen, -lämpötilan ja -tilavuuden.

Laajuus: 5

Aikataulu: 27.10.2020 - 11.12.2020

Vastuuopettaja (voimassa 01.08.2020-31.07.2022): Jami Kinnunen, Jani Sainio

Vastuuopettaja (koskee tätä kurssikertaa): Jami Kinnunen, Jani Sainio

Kurssin yhteystiedot (voimassa 01.10.2020-21.12.2112):

etunimi.sukunimi@aalto.fi

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.

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.