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 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

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 viikoilla 5 ja 11 tai vaihtoehtoisesti kurssitentti viikolla 11.

International connections

Omaan kokemukseen ja tiedon rakentamiseen perustuvat menetelmät

Completion alternatives

Itsenäinen opiskelu ja loppukokeen suorittaminen

Student workload

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

Further information

Avoimen kiintiö 2 opiskelijaa