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.

Kansainvälisyys

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

Lisätiedot

Avoimen kiintiö 2 opiskelijaa