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: 27.10.2020 - 11.12.2020
Vastuuopettaja (voimassa 01.08.2020-31.07.2022): Jani Sainio, Jonatan Slotte
Vastuuopettaja (koskee tätä kurssikertaa): Jani Sainio, Jonatan Slotte
Kurssin yhteystiedot (koskee tätä kurssikertaa):
Kurssin CEFR-taso (koskee tätä kurssikertaa):
Opetuskieli ja suorituskielet (voimassa 01.08.2020-31.07.2022):
Opetuskieli: ruotsi
Suorituskielet: ruotsi
SISÄLTÖ, ARVIOINTI JA KUORMITTAVUUS
Sisältö
Voimassa 01.08.2020-31.07.2022:
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 01.08.2020-31.07.2022:
Luennot, harjoitukset, laboratoriotyöt ja tentti.
Työmäärä toteutustavoittain
Voimassa 01.08.2020-31.07.2022:
Luentoja 5 x 4 h = 20 h, laskuharjoituksia 5 x 4 h = 20 h, laboratoriotöitä 3 x 3 h = 9 h.
PERUSTIETOJA
Oppimateriaali
Voimassa 01.08.2020-31.07.2022:
Principles of Physics, Walker, Halliday, Resnick, 10th edition (International Student version)
Korvaavuudet
Voimassa 01.08.2020-31.07.2022:
Vastaavat kurssit PHYS-A0120/PHYS-A3120/PHYS-A3121/PHYS-A3132 Termodynamiikka.
Esitiedot
Voimassa 01.08.2020-31.07.2022:
Lukion pitkä matematiikka, lukion fysiikan oppimäärän kurssit FY1, FY2 ja FY4 soveltuvin osin sekä Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 tai vastaavat tiedot.