FY3 Energia ja lämpö (2 op)
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.
Osa-alueeseen liittyvät seuraavat 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.
Tieto- ja viestintäteknologisia taitoja käytetään muun muassa tiedon etsimiseen, kokeellisten
havaintojen keräämiseen, mittaustulosten käsittelyyn ja tulkitsemiseen, tuotosten
laatimiseen ja esittämiseen sekä mallintamiseen ja simulointiin. Moduuliin liittyviä tutkimusaiheita
ovat esimerkiksi absoluuttisen nollapisteen tai veden ominaishöyrystymislämmön määrittäminen
sekä Boylen lain todentaminen. Keskeisten sisältöjen omaksumisen myötä opiskelija kehittää kvantitatiivisia taitoja arvioida ja vertailla eri energiantuotantotapoja.
Eettisyys ja ympäristöosaaminen
Osa-alueeseen liittyvät seuraavat 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.
Opintojakso (tai moduuli) arvioidaan numeroin asteikolla 4 - 10.
Paikalliset kirjaukset
Paikallisesti huomioidaan ympäristön ja ympäröivän yhteiskunnan antamat mahdollisuudet.Laaja-alaisen osaamisen osa-alueet
Monitieteinen ja luova osaaminenOsa-alueeseen liittyvät seuraavat 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.
Tieto- ja viestintäteknologisia taitoja käytetään muun muassa tiedon etsimiseen, kokeellisten
havaintojen keräämiseen, mittaustulosten käsittelyyn ja tulkitsemiseen, tuotosten
laatimiseen ja esittämiseen sekä mallintamiseen ja simulointiin. Moduuliin liittyviä tutkimusaiheita
ovat esimerkiksi absoluuttisen nollapisteen tai veden ominaishöyrystymislämmön määrittäminen
sekä Boylen lain todentaminen. Keskeisten sisältöjen omaksumisen myötä opiskelija kehittää kvantitatiivisia taitoja arvioida ja vertailla eri energiantuotantotapoja.
Eettisyys ja ympäristöosaaminen
Osa-alueeseen liittyvät seuraavat 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.
Arviointi
Moduulin tavoitteita ja laaja-alaisen osaamisen osa-alueita voidaan arvioida mm. itse- ja vertaisarvioinnin, summatiivisen arvioinnin sekä erilaisten palautteiden kautta. Arviointiin sisällytetään opintojaksossa mainitut laaja-alaiset osaamisalueet.Opintojakso (tai moduuli) arvioidaan numeroin asteikolla 4 - 10.