Virtaukset ja lämpöoppiLaajuus (3 op)

Osaamistavoitteet

Opiskelija osaa
- suorittaa virtaus- ja lämpöopin yksikkömuunnoksia
- määritellä tiheyden ja paineen ja soveltaa kyseisiä määritelmiä
- kuvailla paineen jakautumista ja vaikutusta nesteessä ja kaasussa
- esittää hydraulisen nosturin toimintaperiaatteen
- tarkastella nesteen ja kaasun painetta eri syvyyksillä
- esittää Arkhimedeen lain ja soveltaa sitä
- määritellä virtausnopeuden, tilavuusvirran ja massavirran ja kuvailla virtausta niiden avulla
- tarkastella virtausnopeuden muutoksia jatkuvuusyhtälön avulla
- tehdä selkoa lämpötilan käsitteestä
- käyttää tavallisimpia lämpötila-asteikkoja
- esittää lämpölaajenemislait ja soveltaa niitä
- esittää ideaalikaasulain ja mallintaa kaasua sen avulla
- määritellä lämpökapasiteetin ja ominaislämpökapasiteetin
- tehdä selkoa olomuodon muutoksista ja niihin liittyvistä energioista
- mallintaa lämmön varaamista ja olomuodon muutoksia soveltamalla energian säilymislakia
- suunnitella ja suorittaa fysikaalisia mittauksia, arvioida tulosten luotettavuutta ja laatia työselostuksia

Sisältö

- virtaus- ja lämpöopin yksikkömuunnokset
- tiheys ja paine
- paine nesteessä ja kaasussa
- hydraulinen nosturi
- nesteen ja kaasun paineen riippuvuus syvyydestä
- Arkhimedeen laki
- virtausnopeus, tilavuusvirta ja massavirta
- jatkuvuusyhtälö
- lämpötilan käsite ja lämpötila-asteikot
- lämpölaajeneminen
- ideaalikaasu
- lämmön varaaminen
- olomuodon muutokset
- laboratoriotöitä pienryhmissä: mittausmenetelmät, mittausten suorittaminen, tulosten luotettavuuden arviointi ja raportointi

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

Opiskelija osaa
- suorittaa keskeisimpiä virtaus- ja lämpöopin yksikkömuunnoksia
- soveltaa tiheyden ja paineen määritelmää
- käsitellä laskennallisesti hydraulista nosturia
- määrittää nesteen ja kaasun paineen tietyllä syvyydellä
- määrittää kappaleeseen kohdistuvan nosteen
- määrittää aineen tilavuus- ja massavirran
- määrittää celsius- ja absoluuttisen lämpötilan, kun toinen tunnetaan
- määrittää pituuden ja tilavuuden suhteellisia muutoksia, kun aineen lämpötilan muutos tunnetaan
- ratkaista kaasua kuvaavan suureen ideaalikaasulain avulla
- vertailla yksinkertaisten systeemien lämpökapasiteetteja
- arvioida olomuodon muutoksiin liittyviä energioita
- suorittaa yksinkertaisia fysikaalisia mittauksia, määrittää tulosten virherajat ja laatia lyhyitä työselostuksia

Arviointikriteerit, hyvä (3)

Opiskelija osaa
- suorittaa virtaus- ja lämpöopin yksikkömuunnoksia
- soveltaa tiheyden ja paineen määritelmää
- kuvailla paineen jakautumista ja vaikutusta nesteessä ja kaasussa
- esittää hydraulisen nosturin toimintaperiaatteen
- tarkastella nesteen ja kaasun painetta eri syvyyksillä
- soveltaa Arkhimedeen lakia tasapainotilanteissa
- kuvailla virtausta virtausnopeuden, tilavuusvirran ja massavirran avulla
- tarkastella virtausnopeuden muutoksia jatkuvuusyhtälön avulla
- käyttää eri lämpötila-asteikkoja
- mallintaa usean aineen samanaikaista lämpölaajenemista
- tarkastella kaasun tilanmuutoksia ja soveltaa ideaalikaasulakia
- mallintaa prosesseja, joissa esiintyy samanaikaisesti lämmön varaamista ja olomuodon muutoksia
- suorittaa fysikaalisia mittauksia, tehdä selkoa virhelähteistä, määrittää tulosten virherajat ja laatia työselostuksia

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Opiskelija osaa
- suorittaa virtaus- ja lämpöopin yksikkömuunnoksia
- soveltaa tiheyden ja paineen määritelmää
- esittää nesteen ja kaasun paineen ominaisuudet ja hydrauliikan perusteet
- esittää hydraulisen nosturin toimintaperiaatteen
- tarkastella nesteen ja kaasun painetta eri syvyyksillä
- soveltaa Arkhimedeen lakia dynaamisissa tilanteissa
- kuvailla virtausta virtausnopeuden, tilavuusvirran ja massavirran avulla
- tarkastella virtausnopeuden muutoksia jatkuvuusyhtälön avulla
- käyttää eri lämpötila-asteikkoja
- mallintaa usean aineen samanaikaista lämpölaajenemista geometrisesti vaativissa tilanteissa
- tarkastella yksityiskohtaisesti kaasun tilanmuutoksia ja soveltaa ideaalikaasulakia kaasuseoksiin
- mallintaa monimutkaisia prosesseja, joissa esiintyy samanaikaisesti lämmön varaamista ja olomuodon muutoksia
- suunnitella ja suorittaa fysikaalisia mittauksia, tehdä selkoa virhelähteistä, määrittää tulosten virherajat ja laatia työselostuksia