Topic outline

  • Tervetuloa kurssille!

    Tutustumme syksyn aikana termodynamiikan ja lämmönsiirron perusteisiin sekä näiden aihepiirien teorian mahdollistamiin sovelluksiin. Tarkoituksena on opppia ja ymmärtää muun muassa:

    • kuinka aineen tila eli paine, lämpötila ja tiheys liittyvät toisiinsa sekä aineeseen sitoutuneeseen energiaan.
    • kuinka voimalaitoksissa polttoaineen lämpöenergiaa ja turbiinissa virtaavan aineen tilan muutosta hyödynnetään tuottamaan sähköä.
    • kuinka lämpöpumpuissa sähkölllä voidaan siirtää lämpöenergiaa korkeampaan lämpötilaan ja siten lämmittää huoneistoja ja käyttövettä.
    • kuinka nämä sovellukset rakentuvat termodynamiikan ja lämmönsiirron teoriasta ja mitä rajoituksia teoria asettaa käytännön sovelluksille.

    Tavoitteen saavuttamiseksi tarvitaan:

    • itsenäistä ja säännöllistä kurssimateriaalin opiskelua ennen luentoja ja laskuharjoituksia.
    • luennoille osallistumista, jolla kerrataan ja varmistetaan itseopiskelulla opitut asiat.
    • harjoitustehtävien laskemista opitun ja ymmärretyn testaamiseksi.

    Muista siis tehdä töitä säännöllisesti koko kurssin ajan!


    Luennot:

    Luennot pidetään maanantaisin 4.9.2023 alkaen klo 14:15-16:00 salissa K213a osoitteessa Otakaari 4. 

    Viikottaiset aiheet ja esitietokysymykset noudattavat oppikirjan sisältöä. Löydät kirjan, luentokalvot sekä ennakkoon nauhoitetut luentovideot materiaaliosiosta. 

    • VKO 36, 4.9.2023: Johdanto - matematiikkaa ja Python vinkkejä
    • VKO 37, 11.9.2023: Tilanyhtälöt - kaasumallit
    • VKO 38, 18.9.2023: Tilanyhtälöt - tilapiirrokset ja pyromat-kirjasto
    • VKO 39, 25.9.2023: Pääsääntö I - sisäenergia, energian säilyminen 
    • VKO 40, 2.10.2023: Pääsääntö I - suljetut prosessit, hyötysuhde
    • VKO 41, 9.10.2023: Pääsääntö I - avoimet prosessit, Rankine-sykli
    • VKO 42 -  EI LUENTOA (välikoe)
    • VKO 43, 23.10.2023: Pääsääntö II - Carnot hyötysuhde, entropia
    • VKO 44, 30.10.2023: Pääsääntö II - fundamentaalirelaatiot, lämpöpumput, Bernoullin yhtälö
    • VKO 45, 6.11.2023: Pääsääntö II - isentrooppihyötysuhde, irreversiibeli virtaus, exergia
    • VKO 46, 13.11.2023: Lämmönsiirto - johtuminen ja konvektio
    • VKO 47, 20.11.2023: Lämmönsiirto - säteily
    • VKO 48 - EI LUENTOA
    • VKO 49 - EI LUENTOA (välikoe)

    Jokaiselle luentokerralle löytyy esitietokysymykset luentokalvoilta kunkin aihepiirin alusta. Tutustu ja vastaa esitietokysymyksiin ennen luentoa. Käyt luennon aluksi vastauksesi läpi vieruskaverin kanssa. 

    Laskuharjoitukset:

    Laskuharjoitukset järjestetään viikoilla 36-41 ja 43-48 keskiviikkoisin ja torstaisin klo 14:15-16:00 salissa C osoitteessa Otakaari 1. 

    Tilaisuudet ovat laskutupia, joissa ryhmittäin ratkotaan oppikirjassa listattuja tehtäviä. Tehtävät palautetaan ryhmittäin ja pisteytetään. Pisteytyksen yhteydessä pyritään antamaan lyhyt kirjallinen palaute.

    Tehtävät jakautuvat tasoltaan vihreisiin, keltaisiin, sekä punaisiin. Vihreät tehtävät testaavat oppikirjassa ja luennoilla esitettyjen perustietojen osaamista. Kyseisten tehtävien vaikeustaso on valittu niin, että tehtävänannon vihjeiden avulla ryhmän tulisi onnistua vastaamaan kysymyksiin itsenäisesti. Keltaiset tehtävät testaavat opitun ymmärtämistä syvällisemmin. Nämä tehtävät ovat haastavampia ja assistentit auttavat niissä alkuun pääsemiseksi. Oppikirjan punaiset tehtävät on tarkoitettu nopeasti eteneville ja lisähaastetta kaipaaville. Ne sisältävät esimerkiksi enemmän työtä vaativia matemaattisia laskuja, pidempiä ohjelmointitehtäviä ja syvällistä aihepiirin ymmärrystä. Punaisiin tehtäviin ei tarjota erillistä apua.

    Laskuharjoituksissa istutaan joka toiselle penkkiriville. Näin assistentit pääsevät liikkumaan teitä auttaessanne.

    Avun pyytämiseen käytetään jonotussysteemiä. Salin edessä olevalle liitutaululle listataan nimi ja assistentit auttavat listan järjestyksessä.

    Rajallisten resurssien takia aina assistenttia ei ole mahdollista saada heti apuun. Kannustammekin ryhmiä keskustelemaan keskenään. Vertaisapu on monesti erittäin hyödyllistä.


    Välikokeet:

    Kurssin välikokeet järjestetään

    • VKO 42, Ma 16.10.2023, klo 17-20, Luentosali U157, Otakaari 1

    • VKO 49, To, 7.12.2023, klo 17-20, Luentosali U157, Otakaari 1

    Molemmissa välikokeissa tulee olemaan kaksi (2) kuuden pisteen (6p) monivalintatehtävää, jotka sisältävät useita alakohtia. Kokeessa saa käyttää tavallista funktiolaskinta, ei graafista laskinta.


    Kurssin suorittaminen:

    Kurssi suoritetaan ensisijaisesti kahdella välikokeella, joista saadut pisteet lasketaan yhteen. Maksimiyhteispistemäärä on 4 x 6p = 24p. 

    Palautettavista laskuharjoitustehtävistä saa pisteitä, joilla on mahdollista korvata välikokeissa menetettyjä pisteitä. Kurssi lopuksi harjoitustehtävien pisteet skaalataan niin, että kaikki tehtävät oikein tekemällä voi saada yhtä välikoetehtävää vastaavan määrän pisteitä, eli 6p.

    Mahdollista uusimista varten järjestetään rästitentti. Rästitentti on VKO 08, Ma 19.02.2024, klo 17:00 - 21:00, sali U2, Otakaari 1. Rästitentissä on neljä (4) kuuden pisteen (6p) tehtävää, maksimipisteiden vastatessa välikokeiden maksimipisteitä.

    Keskimäärin 5 opintopistettä vastaa 135h työtä. Kurssilla luento- ja laskuharjoitustilaisuuksia on 22h + 48h = 70h. Kurssiarvosanan hyvä (3) saavuttamiseksi itsenäistä työtä tulisi olla valmis tekemään keskimäärin vähintään toinen vastaava määrä tunteja. Kiitettävän (4) tai erinomaisen (5) arvosanan saavuttamiseksi opiskelua tarvitaan luonnollisesti enemmän. Muista siis varata riittävä määrä aikaa itseopiskeluun hyvän tai paremman arvosanan saavuttamiseksi.