Koneiden lämpöoppi ja värähtelyt (5 op)

Tavoitteet

Opiskelija tuntee lämpöopin ja termodynamiikan peruslait ja käsitteet sekä niiden rajoitukset ja merkityksen tekniikassa.
Opiskelija tuntee mekaanisia värähtelyjä ja aaltoliikettä koskevat peruslait ja osaa käyttää niitä yksinkertaisissa tekniikan sovelluksissa.

Sisältö

1. Lämpöopin perusteet ja sen sovellukset: lämpötila, lämpölaajeneminen, lämpöenergia, olomuodon muutokset ja ideaalikaasun tilanyhtälö
2. Termodynamiikan pääsäännöt
3. Kiertoprosessit ja termodynaamiset koneet
4. Mekaaniset värähtelyt: harmoninen värähtely, vaimeneva värähtely ja pakkovärähtely
5. Mekaaniset aallot, interferenssi ja seisova aaltoliike

Arviointiasteikko

0-5

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

Opiskelija tuntee lämpötilanmittausmenetelmiä.
Opiskelija osaa laskea yksiulotteisen systeemin lämpölaajenemisen.
Opiskelija osaa laskea lämpöenergiamuutoksia, kun aineen olomuoto ei muutu.
Opiskelija tuntee termodynamiikan pääsäännöt 0. ja 1.
Opiskelija tuntee värähtelymekaniikan peruskäsitteet ja osaa käyttää niitä yksinkertaisissa sovelluksissa.
Opiskelija tuntee mekaanisen aaltoliikkeen peruskäsitteet.

Arviointikriteerit, hyvä (3)

Opiskelija osaa määrittää erimuotoisten kappaleiden lämpölaajenemisen ja laskea lämpöenergian muutoksia tilanteissa, jossa aineen olomuoto muuttuu.
Opiskelija osaa käyttää ideaalikaasujen tilanyhtälöä tilamuutoksien laskemiseen.
Opiskelija tietää termodynamiikan pääsäännöt 0., 1. ja 2.
Opiskelija osaa ratkaista yksinkertaisia värähtelymekaniikkaan ja aaltoliikkeeseen liittyviä käytännön ongelmia.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Opiskelija osaa käsitellä tilanteita, jotka edellyttävät kurssin aihepiiriin kuuluvien peruslakien soveltamista samanaikaisesti.
Opiskelija osaa soveltaa opittua uusiin tilanteisiin.
Opiskelija osaa käsitellä lämpölaajenemisen vaikutuksia aineissa ja rakenteissa. Hän osaa laskea lämpöenergian muutoksia eri systeemeissä sekä soveltaa ideaalikaasulakia erilaisissa kaasun tilanmuutoksissa.
Opiskelija osaa soveltaa termodynamiikan pääsääntöjä yksinkertaisiin ongelmiin.

Arviointikriteeri, hyväksytty/hylätty

Opiskelija tuntee lämpötilanmittausmenetelmiä.
Opiskelija osaa laskea yksiulotteisen systeemin lämpölaajenemisen.
Opiskelija osaa laskea lämpöenergiamuutoksia, kun aineen olomuoto ei muutu.
Opiskelija tuntee termodynamiikan pääsäännöt 0. ja 1.
Opiskelija tuntee värähtelymekaniikan peruskäsitteet ja osaa käyttää niitä yksinkertaisissa sovelluksissa.
Opiskelija tuntee mekaanisen aaltoliikkeen peruskäsitteet.

Esitietovaatimukset

Matemaattis-luonnontieteelliset perusopinnot 1
Matemaattis-luonnontieteelliset perusopinnot 2