TUTA2040 Technical Thermodynamics (5 cr)

Open the course unit brochure on Sisu
Study level:
Intermediate studies
Grading scale:
0-5
Language:
Finnish
Responsible organisation:
Department of Physics
Curriculum periods:
2026-2027, 2027-2028

Description

  • First law of thermodynamics for closed and open systems
  • Equations of state for ideal gas as well as real gases
  • Consequences of the second law of thermodynamics, entropy and exergy
  • Most important industrial power cycles
  • Basics of refrigeration techniques
  • Thermodynamic functions, Maxwell relations  

Learning outcomes

After completing the course, the student

  • is familiar with the basic concepts of thermodynamics, such as thermodynamic state, state variables, equation of state, work, and heat
  • understands the laws of thermodynamics as well as the concepts of entropy and exergy, and is able to apply these in calculations
  • is able to apply simple equations of state to determine state variables for gases and gas mixtures
  • understands the principles of refrigeration processes and heat pumps, and can calculate the coefficient of performance and other related quantities
  • is able to use partial derivatives of state variables to solve simple problems. 

Additional information

Opintojakson toteutukselle otetaan ensin opiskelijat, joille opintojakso on opiskeluoikeuden ja siihen liittyvän opetussuunnitelman mukaan pakollinen.   

Description of prerequisites

FYSP1020 Värähtelyt ja termodynamiikka sekä FYSA2003 Kvanttifysiikka ja aineen rakenne, tai vastaavat opinnot. 

Literature

  • Michael J. Moran, Howard N. Shapiro, Daisie D. Boettner & Margaret B. Bailey (2018). Fundamentals of Engineering Thermodynamics. 9. painos, Wiley. ISBN: 978-1-119-39138-8

Completion methods

Method 1

Description:
Keväästä 2028 alkaen. Opintojakso suoritukseen sisältyy osallistuminen opetukseen ja harjoitustyö. Harjoitustyö tulee tehdä samanaikaisesti opetukseen osallistumisen kanssa.
Evaluation criteria:
Osaamisen arviointi perustuu opetussuunnitelman mukaisiin osaamistavoitteisiin ja jatkuvaan arviointiin. Arvioinnin menetelmiin sisältyy oppimistehtäviä, viikkotenttejä ja harjoitustyö. Arvosana määräytyy arvioinnin kohteiden painotettuna keskiarvona.
Time of teaching:
Period 3
Select all marked parts

Method 2

Description:
Keväästä 2028 alkaen. Opintojakso suoritukseen sisältyy itsenäinen työskentely ja harjoitustyö. Harjoitustyö tulee tehdä samanaikaisesti itsenäisen työskentelyn kanssa.
Evaluation criteria:
Osaamisen arviointi perustuu opetussuunnitelman mukaisiin osaamistavoitteisiin ja arvioinnin menetelmiin sisältyy pakollisia oppimistehtäviä, verkkotentti ja harjoitustyö. Arvosana määräytyy arvioinnin kohteiden painotettuna keskiarvona.
Time of teaching:
Period 5
Select all marked parts
Parts of the completion methods
x

Participation in teaching (4 cr)

Type:
Participation in teaching
Grading scale:
0-5
Evaluation criteria:
<p>Toteutus arvioidaan asteikolla 0–5. Arviointi perustuu oppimistehtäviin ja viikkotentteihin. Arviointikriteerit on esitelty toteutuksen verkkomateriaalissa.&nbsp;</p>
Language:
Finnish
Study methods:

Toteutuksella opetus painottuu lähiopetukseen. Opetus sisältää luentoja ja treenejä sekä itsenäistä työskentelyä.   

Study materials:

Toteutukselle tehty verkkomateriaali on käytettävissä Moodle-ympäristössä.  

No published teaching
x
x

Exercise work (1 cr)

Type:
Independent study
Grading scale:
0-5
Evaluation criteria:
<p>Toteutus arvioidaan asteikolla 0–5 ja arviointi perustuu harjoitustyöhön ja raporttiin. Arviointikriteerit on esitelty toteutuksen verkkomateriaalissa.&nbsp;&nbsp;</p>
Language:
Finnish
Study methods:

Harjoitustyö tehdään annetusta aiheesta yksin tai parin kanssa. Pareista sovitaan etukäteen ja sinun tulee ilmoittaa parisi nimi ilmoittautumisen yhteydessä. Harjoitustyö on laajuudeltaan 1 op eli (27 h työtä/henkilö), joten parin kanssa tehtävän työn kokonaistyömäärä on n. 54 tuntia.

Harjoitustyö voidaan jakaa kolmeen vaiheeseen: aiheeseen perehtyminen, ongelman mallintaminen ja ongelman ratkaiseminen.

Harjoitustyöstä laaditaan tutkimusraporttia vastaava dokumentti. Raportti koostuu edellä mainituista kolmesta vaiheesta sekä tulosten tarkastelusta ja johtopäätöksistä.  

No published teaching
x

Independent study (4 cr)

Type:
Independent study
Grading scale:
0-5
Evaluation criteria:
<p>Toteutus arvioidaan asteikolla 0–5. Arviointi perustuu oppimistehtäviin ja verkkotenttiin. Oppimistehtävät tulee tehdä ennen verkkotenttiä. Arviointikriteerit on esitelty toteutuksen verkkomateriaalissa.&nbsp; &nbsp;</p>
Language:
Finnish
Study methods:

Toteutuksella opetus painottuu verkko-opetukseen. Opetus sisältää luentovideoita, oppimistehtäviä ja verkkotentin sekä itsenäistä työskentelyä.  

Study materials:

Toteutukselle tehty verkkomateriaali on käytettävissä Moodle-ympäristössä.  

No published teaching