Thermal dynamics (4 cr)

Evaluation scale

H-5

Content scheduling

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.

Opintojakso sisältää myös yhden vapaaehtoisen 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

Objective

The target of the module is to familiarize student to apply thermal physics and thermodynamics to dimensioning thermal machines and processes.
After completing the study module, student can:
- calculate the thermal expansion of matter
- determine the state of gas and vapor, and calculate their changes
- determine energy balance
- determine the thermal efficiency of heat engines and power coefficient of heat pump and cooling machine
- evaluate the energy efficiency of common machines.

Content

- - pressure, temperature, measurement
- thermal expansion
- heat capacity
- ideal gas law, liquid and its vapor, change of state
- laws of thermodynamics, energy balance, thermal efficiency
- principles and cycles of heat engines and pumps
- properties of moisturized air, principles of air conditioning.

Materials

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

Teaching methods

aktiivinen oppiminen

Exam schedules

Alustavasti välikokeet 4.2. ja 15.3. TAI Kurssitentti 15.3.

Pedagogic approaches and sustainable development

Omaan kokemukseen ja tiedon rakentamiseen perustuvat menetelmät

Completion alternatives

Itsenäinen opiskelu ja loppukokeen suorittaminen

Student workload

Opiskelijan työmäärä 108t jakautuu seuraavasti
- Teoriatunnit 16t
- Laskuharjoitukset 16t
- Koe 2t
- Itsenäinen opiskelu 74t

Evaluation methods and criteria

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, uusitaan kurssi tentillä.

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.

Failed (0)

Opiskelija ei saavuta vähintään 40 % kurssipisteistä = 40p

Assessment criteria, satisfactory (1-2)

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

Assessment criteria, good (3-4)

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

Assessment criteria, excellent (5)

Arvosanaan 5 vaaditaan noin 88 % kurssipisteistä = 88p

Further information

Avoimen kiintiö 2 opiskelijaa