FY3 Energia ja lämpö (2 op)
Opintojaksolla tutkitaan termodynaamisia systeemejä, energian siirtymistä systeemien välillä ja energian siirtymisen vaikutuksia. Keskeiset sisällöt liittyvät esimerkiksi energiantuotantoon, ilmastonmuutokseen ja rakentamiseen. Opintojakso antaa valmiuksia osallistua ympäristöä ja teknologiaa koskevaan keskusteluun ja päätöksentekoon.
Yleiset tavoitteet
- 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
- 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
Opiskelija harjoittelee opintojakson aikana seuraavia taitoja:
Tutkimisen taidot
- havaintojen tekeminen arkielämän ilmiöstä ja havaintojen kirjaaminen
- graafinen integrointi (s,F)-koordinaatiostossa
- uuden taulukkosarakkeen laskeminen (esim. 1/V tai PΔt)
- mittauksen tekeminen tietokoneavusteisesti
- simulaatioiden käyttäminen (esim. kaasun paineen tutkimiseen rakenneosasten tasolla)
- suoran yhtälö, jossa on vakiotermi p = ρgh + p0
- kääntäen verrannollisuus graafisesti p = vakio·1/V
- ideaalikaasun tilanyhtälöstä suureen ratkaiseminen
- useita termejä sisältävän suureyhtälön ratkaiseminen
Laaja-alainen osaaminen
Laaja-alaisen osaamisen osa-alueista painottuvat hyvinvointiosaaminen sekä monitieteinen ja luova osaaminen. Laaja-alaista osaamista arvioidaan opiskelijan kykynä ymmärtää oman toimintansa vaikutus ympäristön näkökulmasta.
Arviointi
Opintojaksolla toteutetaan sekä formatiivista että summatiivista arviointia painottaen opintojakson keskeisiä tavoitteita ja sisältöjä. Formatiivinen arviointi on lähinnä opiskelijaa opinnoissa eteenpäin, tavoitteiden saavuttamista kohti auttavaa, ei-dokumentoitavaa palautetta. Opiskelijan oppimista ja laaja-alaisen osaamisen kehittymistä tuetaan opintojakson aikana antamalla palautetta esimerkiksi opiskelijan työskentelystä vuorovaikutustilanteissa tai kriittiseen tiedonhakuun liittyvissä tehtävissä. Opiskelun aikaisen palautteen tarkoituksena on ohjata opiskelijaa tulemaan tietoiseksi työskentelytavoistaan ja vuorovaikutustaidoistaan esimerkiksi ongelmanratkaisutehtävän yhteydessä. Summatiivinen arviointi koostuu esimerkiksi opiskelijan tuotoksista ja/tai tavoitteisiin pohjautuvaa osaamista mittaavista kokeista saaduista arvosanoista.