Termodynamiikka (4 op)

Arviointiasteikko

H-5

Sisällön jaksotus

Opintojaksolla tutustutaan termodynamiikan ilmiöihin ja harjoitellaan niihin liittyviä laskuja fysiikan näkökulmasta.
Tiistai-tunnit ovat perehtymistä viikon aiheeseen lähi- tai hybridiopetuksena (vain A-ryhmä).
Perjantain tunnit ovat etänä toteutettavia laskuharjoitustunteja (A+B yhteisopetuksena), joihin opiskelijat palauttavat kyseisen viikon laskut etukäteen. Viikon laskuharjoitusten ratkaisujen läpikäymisen lisäksi tällä tunnilla lasketaan yhdessä kyseisen viikon ilmiöihin/koneisiin liittyvä vaativampi laskuesimerkki tarpeen mukaan ja aikataulun niin salliessa.

Opintojakso sisältää mahdollisesti myös lähilabratyön ja etä-labratyön MATLAB Simulink-ohjelmistolla.

Sisältö
- Termofysiikan/termodynamiikan perussuureet, kaavat, yksiköt, paine, noste
- Termodynaaminen systeemi, lämpötila ja lämpölaajeneminen
- Lämpökapasiteetti, lämpöenergia ja energian siirtyminen
- Olomuodon muutokset ja energia olomuodon muutoksissa
- Ideaalikaasun tilanyhtälö
- Termodynamiikan I ja II pääsääntö
(- Kineettinen kaasuteoria)
- Lämpökoneet ja kylmäprosessit
- Energiantuotanto
- Kostean ilman fysiikan perusteet ja Mollier-käyrästö

Tavoitteet

Opintojakson tavoitteena on perehdyttää opiskelija lämpöopin ja termodynamiikan soveltamiseen koneiden, laitteiden sekä prosessien mitoituksessa ja laskennassa.
Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa
- laskea aineiden ja rakenteiden lämpölaajenemisen
- määrittää kaasujen ja höyryjen tilan ihannekaasuyhtälön sekä erilaisten höyrytaulukoiden ja tilapiirrosten avulla
- soveltaa termodynamiikan pääsääntöjä sekä kaasujen ja höyryjen tilanmuutoksia mäntä- ja virtauskoneiden laskennassa
- määrittää lämpövoimakoneen termisen hyötysuhteen sekä lämpöpumpun ja jäähdytyskoneen tehokertoimen
- arvioida erilaisten koneiden energiatehokkuutta.

Sisältö

- paine, lämpötila, mittaaminen
- lämpölaajeneminen
- lämpökapasiteetti
- kaasujen ja höyryjen tilanmuutokset
- energiatase, terminen hyötysuhde
- termodynaamisten koneiden toimintaperiaatteet ja kiertoprosessit
- kostea ilma

Oppimateriaalit

Insinöörin FYSIIKKA(AMK), Osa I (Hautala, Peltonen)
Verkko-oppimisympäristössä oleva ja sinne linkitetty materiaali

Opetusmenetelmät

aktiivinen oppiminen

Tenttien ajankohdat ja uusintamahdollisuudet

Alustavasti välikokeet viikoilla 5 ja 11 tai vaihtoehtoisesti kurssitentti viikolla 11.

Pedagogiset toimintatavat ja kestävä kehitys

Omaan kokemukseen ja tiedon rakentamiseen perustuvat menetelmät

Toteutuksen valinnaiset suoritustavat

Itsenäinen opiskelu ja loppukokeen suorittaminen

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

Opiskelijan työmäärä 108t jakautuu seuraavasti
- Teoriatunnit ja laskuharjoitukset 30t
- Koe 2-4t (riippuen siitä tekeekö kaksi välikoetta vai yhden kurssitentin)
- Itsenäinen opiskelu 74-76t

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Alustava suunnitelma pisteytyksestä. Voi vielä muuttua, jos kurssilla toteutetaan lähilabratyö, jolloin osa kurssipisteistä tulee labratöistä ja osa kokeesta!

Opintojakso arvioidaan numeerisesti asteikolla 0-5 kokeen/kokeiden perusteella (max 100p). Jos opiskelija suorittaa kurssin välikokeilla, kumpaankin kokeeseen on osallistuttava. Jos toisen välikokeen suoritus jää uupumaan, suoritetaan kurssi tentillä joko varsinaisena tenttipäivänä tai uusinnassa.

Itsenäisesti palautettavilla laskuharjoituksilla ja niiden itsearvioinnilla on mahdollista saada kerätä 6x2,5p = 15p. Laskutehtävähyvityksen saaminen edellyttää laskutehtävien palautusta etukäteen sekä laskuharjoitustuntiin tai malliratkaisuihin perustuvaa itsearviontia, joka on palautettu määräaikaan mennessä (viikon loppuun mennessä).

Kurssipisteistä on mahdollista kerätä myös yksin/ryhmässä tehtävällä etä-labratyöllä MATLAB Simulink-ohjelmistoa hyödyntäen (max 3p).

Kerättävät lisäpisteet 18p vastaavat noin 1,5 kurssinumeroa.

Hylätty (0)

Opiskelija ei saavuta vähintään 40 % kurssipisteistä = 40p

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1-2)

Arvosanaan 1 vaaditaan noin 40 % kurssipisteistä = 40p
Arvosanaan 2 vaaditaan noin 52 % kurssipisteistä = 52p

Arviointikriteerit, hyvä (3-4)

Arvosanaan 3 vaaditaan noin 64 % kurssipisteistä = 64p
Arvosanaan 4 vaaditaan noin 76 % kurssipisteistä = 76p

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Arvosanaan 5 vaaditaan noin 88 % kurssipisteistä = 88p

Lisätiedot

Avoimen kiintiö 2 opiskelijaa