Energia ja lämpö (FY3)

Moduulissa tutkitaan termodynaamisia systeemejä, energian siirtymistä systeemien välillä ja energian siirtymisen vaikutuksia. Keskeiset sisällöt liittyvät esimerkiksi energiantuotantoon, ilmastonmuutokseen ja rakentamiseen. Moduuli antaa valmiuksia osallistua ympäristöä ja teknologiaa koskevaan keskusteluun ja päätöksentekoon.

Yleiset tavoitteet

Moduulin tavoitteena on, että opiskelija
  • syventää ymmärrystään energiasta fysiikan keskeisenä käsitteenä
  • osaa tutkia aineen termodynaamiseen tilaan ja olomuodon muutoksiin liittyviä ilmiöitä
  • osaa soveltaa termodynamiikan käsitteitä ja malleja energiantuotannon ratkaisujen tarkastelussa ja kestävän tulevaisuuden rakentamisessa
  • tunnistaa energiatasapainon ja lämmönsiirtymisen merkityksen ilmastonmuutoksessa.

Keskeiset sisällöt

Keskeiset sisällöt
  • voima vuorovaikutuksen voimakkuuden mittana
  • mekaaninen työ
  • termodynaaminen systeemi ja tilanmuuttujat
  • lämpötila, paine ja hydrostaattinen paine
  • energian säilyminen, sisäenergia, energian siirtyminen ja lämpömäärä
  • aineen lämpeneminen ja jäähtyminen sekä olomuodon muutokset
  • lämpölaajeneminen
  • kaasujen tilanmuutokset ja ideaalikaasun tilanyhtälö
Moduulin keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavissa temaattisissa yhteyksissä: energiantuotanto, rakentaminen ja energia kotona, ilmastonmuutos sekä lämpövoimakone.
Keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavilla kokeilla: absoluuttisen nollapisteen määrittäminen (ekstrapolointi), veden ominaishöyrystymislämmön määrittäminen ja Boylen lain todentaminen.

Laaja-alainen osaaminen

Monitieteinen ja luova osaaminen

  • Opiskelija osaa tutkia aineen termodynaamiseen tilaan ja olomuodon muutoksiin liittyviä ilmiöitä.
  • Opiskelija osaa soveltaa termodynamiikan käsitteitä ja malleja energiantuotannon ratkaisujen tarkastelussa ja kestävän tulevaisuuden rakentamisessa.

Eettisyys ja ympäristöosaaminen

  • Opiskelija osaa soveltaa termodynamiikan käsitteitä ja malleja energiantuotannon ratkaisujen tarkastelussa ja kestävän tulevaisuuden rakentamisessa.


Arviointi

Opintojakso arvioidaan numerolla. Arviointiin vaikuttavat monipuoliset näytöt sekä aktiivinen työskentely opintojakson aikana.

 

Paikallinen lisäys opintojaksoon

Moduulin tavoitteena on ymmärtää lämpöilmiöitä jokapäiväisessä elämässä. Moduuli antaa valmiuksia seurata ja osallistua energiakeskusteluun yhteiskunnassa. Moduulin keskeisiä sisältöjä ovat työn ja energian käsitteet, lämpöopin systeemin tilanmuuttujat ja olomuodon muutokset. Moduulissa on mahdollista perehtyä kotitalouksien energiankäyttöön. Moduulin aikana mahdollisesti käydään tutustumassa paikalliseen lämpövoimalaitokseen.

Kommentit

Kirjaudu sisään lisätäksesi tähän kommentin