Syllabus

OSAAMISTAVOITTEET

1. Kurssin suoritettuaan opiskelija osaasuorittaa 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: 02.09.2024 - 18.10.2024

Vastuuopettaja (voimassa koko opetussuunnitelmakauden):

Vastuuopettaja (koskee tätä kurssikertaa): Ville Havu, Jani Sainio

Kurssin yhteystiedot (koskee tätä kurssikertaa):

Yhteydenotot sähköpostitse: etunimi.sukunimi@aalto.fi

Kurssin CEFR-taso (voimassa koko opetussuunnitelmakauden):

Opetuskieli ja suorituskielet (koskee tätä kurssikertaa):

Teaching language: Finnish. Languages of study attainment: Finnish, Swedish

SISÄLTÖ, ARVIOINTI JA KUORMITTAVUUS

Sisältö

• voimassa koko opetussuunnitelmakauden:

  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 koko opetussuunnitelmakauden:

  Luennot, harjoitukset, laboratoriotyöt, tentti.

• koskee tätä kurssikertaa

  Syksyn 2024 kurssin suorittaminen koostuu viidestä osiosta:

  • Tentti, josta voi saada enintään 30 pistettä
  • Laskuharjoitukset, joista voi saada enintään 30 pistettä
  • Luentojen esitehtävät, joista voi saada enintään 10 pistettä
  • Viikottaiset kertaustehtävät, josta voi saada enintään 10 pistettä
    
  • Laboratoriotyöt, jotka on suoritettava hyväksytysti ja joista voi saada enintään 20 pistettä

  Maksimipistemäärä on siis 100 pistettä. Lopulliset pisteet lasketaan siten, että laskuharjoitusten, luentojen esitehtävien ja kertaustehtävien yhteispisteet ovat korkeintaan neljä kertaa tentistä saadut pisteet. Matemaattisesti, kun

  T = tenttipisteet
  LE = luentojen esitehtävät
  LH = laskuharjoituspisteet
  VK = viikottaisten kertaustehtävien pisteet
  LB = laboratoriopisteet
  

  niin lopulliset pisteet ovat

  P = T + min(4·T, LE+LH+VK) + LB

  Osasuoritukset ovat voimassa siihen asti, kun kurssi järjestetään seuraavan kerran.

  
  

Työmäärä toteutustavoittain

• voimassa koko opetussuunnitelmakauden:

  Kontaktiopetus 52 h, itsenäinen työskentely 80 h.

PERUSTIETOJA

Oppimateriaali

• voimassa koko opetussuunnitelmakauden:

  Douglas C. Giancoli, Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics, 5th Edition, Pearson Prentice Hall.

Korvaavuudet

• voimassa koko opetussuunnitelmakauden:

  Korvaavuudet

Esitiedot

• voimassa koko opetussuunnitelmakauden:

  Esitiedot

LISÄTIETOJA

Lisätietoja

• voimassa koko opetussuunnitelmakauden:

  Opetuskieli: suomi

  Opetusperiodi: 2024-2025 Syksy I
  2025-2026 Syksy I

Description