Virtausmekaniikan ja termodynamiikan perusteet (3op)

Arviointiasteikko

H-5

Sisällön jaksotus

Opintojaksolla käsiteltävät sisällöt, oppikirjan otsikoiden mukaisesti, seuraavassa järjestyksessä:
- Nesteiden ja kaasujen mekaniikka: Paine. Hydrostaattinen paine. Arkhimedeen laki. Jatkuvuusyhtälö. Bernoullin yhtälö. Bernoullin yhtälön sovelluksia. Tuulienergia.
- Termodynamiikka: Kaasujen tilasuureet ja tilanyhtälö. Kaasun sisäenergia ja ominaislämmöt. Termodynamiikan pääsäännöt. Kaasujen tilanmuutokset. Kiertoprosessit. Todellisten koneitten vertailuprosesseja.
Samaan aikaan toteutetaan sisältöihin liittyvä laboratoriotyö ja laaditaan siitä tutkimusraportti.

Tavoitteet

Opintojakson hyväksytysti suoritettuaan opiskelija osaa:
- Soveltaa nesteiden ja kaasujen mekaniikan sekä termodynamiikan peruskäsitteitä
- Ymmärtää kaasun tilaan ja energiaan liittyviä tekijöitä

Sisältö

Opintojakso tarjoaa johdatuksen nesteiden ja kaasujen mekaniikkaan, kaasujen tilanyhtälöihin ja termodynamiikan pääsääntöihin sekä kaasujen tilanmuutoksiin ja kiertoprosesseihin.

Oppimateriaalit

INKINEN, Pentti, Jukka Tuohi. Momentti 1, insinöörifysiikka. Kustannusosakeyhtiö Otava.
Työohjeet
Lisäksi suositellaan: Kaavasto- ja taulukkokirjat, SFS Online.

Opetusmenetelmät

Opintojaksolla käsitellään sen sisältöön liittyviä keskeisiä perusteita ja toimintatapoja sekä tavoitteisiin liittyviä tiimitehtäviä.
Opintojakso sisältää myös fysikaalisiin perusmittauksiin liittyvää suunnittelua, laboratoriotyöskentelyä tiimeissä sekä tutkimuksen raportointia.

Tenttien ajankohdat ja uusintamahdollisuudet

Ei tenttiä. Opintojakso koostuu osasuorituksista.

Pedagogiset toimintatavat ja kestävä kehitys

Lähi-/etäopetus, ennakko- ja harjoitustehtävät, tiimitehtävät, laboratoriotyöskentely ja raportointi, tiimioppiminen, yksilöoppiminen, sähköinen oppimisympäristö.

Opintojaksolla kannustetaaan soveltamaan vastuullisuuden ja kestävän kehityksen periaatteita.

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

Toteutus ECTS mukaisesti.

Opiskelija käyttää aikaa sisällön läpikäyntiin, tehtävien ratkaisuun, laboratoriotyöskentelyn suunnitteluun ja toteuttamiseen sekä raportointiin.

Opintojakson laboratoriotyössä työskennellään työryhmässä, jonka omalla työvuorolla on läsnäolopakko. Raportointiin voi käyttää vain työryhmän omia havaintoja.

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Opiskelijan osaamista arvioidaan opiskelijatiimien saamien tiimitehtävien sekä tutkimusraportin perusteella. Opintokokonaisuuksien jälkeen pidettävillä tiimitehtäväsessioilla muodostuu kuhunkin tiimitehtäviin perustuva yksilöarviointi. Opiskelijan yksilöosaamisen arviointi tapahtuu tiimitehtäviä koskevien testien perusteella. Kunkin tiimitehtäväsession testeistä saatava yksilöarvosana on 0...5 arvosanaa. Opiskelijan tiimiosaamisen arviointi tapahtuu tutkimusraportin perusteella. Tutkimusraporttityön jälkeen palautettavan työryhmän tutkimusraportin tiimiarvosana on 0...5 arvosanaa.

Opiskelijan saama opintojakson arvosana muodostuu yksilöarvosanojen ja tiimiarvosanan keskiarvona.

Jokaisten tiimitehtävien testit kuuluvat opintojakson osaamistavoitteisiin ja ne on tehtävä kunkin tiimitehtäväsession aikana. Tutkimusraporttityö on suoritettava ajallaan sekä tutkimusraportin palautus on tehtävä palautuspäivään mennessä.

Opintojaksolla työskennellään työryhmässä, jonka omalla työvuorolla on läsnäolopakko. Työvuorolla tehtävä työ kuuluu opintojakson osaamistavoitteisiin.

Raportointiin voi käyttää vain työryhmän omia havaintoja.

Hyväksytyn suorituksen arviointeja ei voi korottaa.

Arvioitavat kohteet (CDIO Syllabus)
1. Fundamental Knowledge and Reasoning (Perustiedot ja päättelytaidot)
2. Personal and Professional Skills and Attributes (Henkilökohtaiset ja ammatilliset taidot ja ominaisuudet)
3. Interpersonal Skills: Collaboration, Teamwork and Communication (Vuorovaikutustaidot: Yhteistyö, tiimityö ja viestintä)

Tekoälyä saa käyttää opintojaksolla, kuitenkin harkiten. Tekoälyn käytöstä ei tarvitse mainita muissa oppimistehtävissä kuin tutkimusraporttien lähdeviitteissä.

Lisätiedot

Itslearning.

Edeltävänä opintona Insinöörifysiikka 1, Insinöörifysiikka 2 ja Fysikaalinen tutkimus.