Työ ideaalikaasuprosesseissa
Tarkastellaan systeemin mekaanista työtä ja pV-tason polkuriippuvuutta ideaalikaasuprosesseissa tilavuuden muuttuessa. Yleinen työn lauseke tilavuuden muuttuessa. Työn merkki laajentumisessa ja puristumisessa.
Lämpö, työ ja termodynamiikan ensimmäinen pääsääntö
Tarkastellaan energian säilymistä systeemin muutoksissa, joihin liittyy sekä mekaanista työtä että lämmön siirtoa ja muotoillaan termodynamiikan ensimmäinen pääsääntö. Sovelletaan pääsääntöä isokoorisen jäähdyttämisen, isotermisen laajenemisen ja adiabaattisen puristumisen tarkastelemiseen. James Joulen koe. Lämmönsiirto lämpötilaeron aiheuttamana. Työn ja lämmön ero tilamuuttujiin. Termodynamiikan 1. pääsääntö.
Aineen termiset ominaisuudet
Johdatus kiinteän aineen ominaislämpökapasiteetin ja latentin lämmön käsitteisiin. Ominaislämpökapasiteetti ja molaarinen lämpökapasiteetti. Sulamisen ja höyrystymisen latentit lämmöt.
Lämpölaajeneminen
Lämpölaajenemisen kvalitatiivinen perustelu atomien välisten sidosten anharmonisuudella. Pituuden ja tilavuuden lämpölaajenemiskertoimet. Lämpöjännitys ja kimmokerroin. Veden lämpötilasta riippuva lämpölaajenemiskerroin.
Kaasujen ominaislämpökapasiteetit
Mono- ja diatomisten kaasujen ominaislämpökapasiteetit vakiopaineessa ja vakiotilavuudessa. Lämpökapasiteettien erotuksen $C_P-C_V=R$ perustelu. Lämmön polkuriippuvuus. Adiabaattivakio $\gamma=\frac{C_P}{C_V}$. Adiabaattisen ideaalikaasuprosessin tilanyhtälö, adiabaattikäyrät.
Lämmönsiirtoprosessit
Johtumiseen, konvektioon ja säteilyyn perustuvien lämmönsiirtoprosessien perusteet. Lämpövuo ja Fourierin laki. Esimerkki lämmön johtumisesta pakastimen seinämän läpi. Stefan-Boltzmannin laki lämpösäteilylle ja mustan kappaleen säteily. Stefan-Bolzmannin lain sovellus aurinkovakion laskemiseksi.
