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-alaisen osaamisen osa-alueet ovat:
Monitieteinen ja luova osaaminen:
Osa-alueeseen liittyvät moduulin tavoitteet
• 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:
Osa-alueeseen liittyvät moduulin tavoitteet
• Opiskelija osaa soveltaa termodynamiikan käsitteitä ja malleja energiantuotannon ratkaisujen tarkastelussa ja kestävän
tulevaisuuden rakentamisessa.
• Opiskelija tunnistaa energiatasapainon ja lämmönsiirtymisen merkityksen ilmastonmuutoksessa.
Eettisyys ja ympäristöosaaminen vahvistuu, kun opiskelija tutustuu tutkimustietoon ja käytäntöihin, jotka liittyvät ilmastonmuutoksen hillitsemiseen (esimerkiksi energiantuotanto, rakentaminen ja energiankäyttö kodeissa).
Perehtymällä kasvihuoneilmiöön liittyviin fysiikan ilmiöihin ja periaatteisiin opiskelija saa valmiuksia ymmärtää, miten ihmisen toiminta vaikuttaa ilmakehän lämpenemiseen
Laaja-alaisen osaamisen osa-alueet ovat:
Monitieteinen ja luova osaaminen:
Osa-alueeseen liittyvät moduulin tavoitteet
• 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:
Osa-alueeseen liittyvät moduulin tavoitteet
• Opiskelija osaa soveltaa termodynamiikan käsitteitä ja malleja energiantuotannon ratkaisujen tarkastelussa ja kestävän
tulevaisuuden rakentamisessa.
• Opiskelija tunnistaa energiatasapainon ja lämmönsiirtymisen merkityksen ilmastonmuutoksessa.
Eettisyys ja ympäristöosaaminen vahvistuu, kun opiskelija tutustuu tutkimustietoon ja käytäntöihin, jotka liittyvät ilmastonmuutoksen hillitsemiseen (esimerkiksi energiantuotanto, rakentaminen ja energiankäyttö kodeissa).
Perehtymällä kasvihuoneilmiöön liittyviin fysiikan ilmiöihin ja periaatteisiin opiskelija saa valmiuksia ymmärtää, miten ihmisen toiminta vaikuttaa ilmakehän lämpenemiseen