Thermal physics and technical thermodynamics (5 cr)

Objective

You recognize the basic phenomena and the most important quantities, units, definitions and laws related to thermal expansion, heat absorption, heat transfer, gases and air humidity.
You recognize the basic functions, quantities and terms of thermodynamics. You are able to read diagrams and tables of substances. You are able to determine the mass and energy balance of the stationary process. You understand the basic types of heat and power plants and different steam and gas circulation processes.
You are able to apply the concepts to solve problems in the technical field.
You are able to study the phenomena and determine quantities on experimental basis.

Content

What are the basic phenomena and the most important quantities, units, definitions and laws related to thermal expansion, heat absorption, heat transfer, gases and air humidity?
What is thermodynamics and what are the most essential quantities and terms and how are these used in the designing of processes? What are steam or/and gas circulation processes and how does a thermal power plant work?
How can you apply the concepts to solve problems in the field of technical engineering?
How can you study the phenomena and determine quantities on experimental basis?

Course material

Ensimmäisen osion kurssimateriaali on jaossa kurssin Learn-alustalla. Ensimmäisen osion materiaali pohjautuu osittain kirjaan "Insinöörin (AMK) fysiikka, osa 1, Hautala ja Peltonen, 2016, 12. painos". Myös muut painokset käyvät. Toisessa osiossa Learnissa jaetut opetusmonisteet, tehtävät ja oheisaineistot.

Study forms and methods

Ensimmäisessä ja toisessa osiossa materiaali ja tehtävät ratkaisuineen ovat saatavilla Learnissä, joka mahdollistaa itseopiskelun, mutta lähitunneille osallistumista suositellaan. Ensimmäisen osion suoritukseen vaaditaan hyväksytty tentti, joka suoritetaan paperikokeena luokkatilassa. Toisessa osiossa on palautettavia tunti-/kotitehtäviä ja Learn-tentti, minkä hyväksytysti läpäisy vaaditaan. Kokonaisarvosana muodostuu ensimmäisen ja toisen osan tenttien painotettuna keskiarvona.

RDI and work-related cooperation

Opintojakso ei sisällä työelämäyhteistyötä.

Timing of exams and assignments

Kurssin ensimmäisen osion koetta voi uusia kaksi kertaa. Toisen osion koti- ja tuntitehtävät kannattaa tehdä ennen tenttiä. Toisen osion tentin voi uusia kaksi kertaa.

Student workload

Kurssi on viiden opintopisteen laajuinen joka vastaa 135 tunnin työskentelyä.

Course part description

Kurssi sisältää lähiopetusta sekä harjoitustehtäviä. Osa harjoitustehtävistä voi olla palautettavia.

Kurssin ensimmäisessä osiossa käydään läpi termofysiikan perusteita ja käsitteistöä.
Ensimmäisessä osiossa käydään mm. lämpö-opin pääsäännöt, aineen olomuodot. kaasuteoriaa, lämpölaajeneminen ja lämpövoimakoneet.

Toisessa osiossa käsitellään: Höyryvoimalaitosprosessi termodynaamisena kiertoprosessina. Voimalaitosprosessin piirrosmerkit. Prosessien laskennan termodynaamiset perusteet. Energia- ja ainetaseet avoimissa virtaussysteemeissä ja erityisesti voimalaitosprosessissa. Termodynaamisten ominaisuustaulukoiden ja –piirrosten käyttöharjoituksia ja sovellusesimerkkilaskuja. Voimalaitosprosessin ja prosessivaiheiden tehojen ja hyötysuhteiden laskenta.

Evaluation scale

1-5

Assessment methods and criteria

Kurssin arvosana määrittyy kahden erillisen osan arvioinnista. Osien arviointiin käytetään koetuloksia sekä osaamista palautettavissa harjoitustehtävissä ja lähitunneilla.

Qualifications

No prerequisites