×
Mari Anna-Kaarina Kaunisto
Kurssi: Lämpö FY2
1 oppitunti
Luokka-aste
1.-4. vuosi
Oppiaineet
FY
Hakusanat
lämpötila kelvin celsiusaste

Lämpö ja lämpötila

 

Lämpö ja lämpötila 

 

- Aineen tilan määräävät tilanmuuttujat:

  • Lämpötila [T] = K  
  • Paine [p] = Pa  
  • Tilavuus [V] = m3  
  • Ainemäärä [n] = mol 

  

Kuva. Jääpuikkoja talon katolla keväällä. (M. Kaunisto)

 

- Termodynaaminen systeemi

  • Termodymaainen systeemi on lämpöopissa käytetty nimitys kappaleelle tai kokonaisuudelle, jota tarkastellaan esim. termospullo, luokkahuone
  • Termodynaaminen systeemi voi olla:  

Eristetty: ei vaihda ainetta eikä energiaa ympäristön kanssa (esim. hyvä termospullo, kylmälaukku) 

Suljettu: vaihtaa energiaa, mutta ei ainetta ympäristön kanssa (esim. kaukolämpöverkko, jääkaappi) 

Avoin: vaihtaa ainetta ja energiaa ympäristön kanssa (esim. mukillinen kahvia)  

  • Systeemejä voidaan tarkastella:

Mikrotasolla eli rakennehiukkasten tasolla

Makrotasolla eli tilanmuuttujien avulla, aistein nähtävästi

 

- LämpöenergiaRakenneosasten liike-energiaa 

 

- Lämpötila: Rakenneosasten liikettä 

 

- Lämpötila-asteikot: 

  • Kelvinasteikko [T] = K, Absoluuttisen nollapisteen (0 K) ja veden kolmoispisteen (273,16 K) mukaan
  • Celsiusasteikko [t] = °C,  Jään sulamispisteen (0°C) ja veden kiehumispisteen (100°C) mukaan 

 

Lämpötila kelvinasteikolla T = t + 273,15

Lämpötila celsiusasteikolla t = T - 273,15 

 

Esim. 37 °C = (37 + 273,15) K = 310,15 K

         260 K = (260 - 273,15) ºC = -13,15 ºC  

 

Huomaa! Kelvin ja celsiusaste ovat yhtä suuret eli 1 K = 1 °C (peruskiintopisteet vain erikohdissa), joten muutos lämpötilassa on kummallakin asteikolla yhtä suuri eli Δt = Δ

  

- Fyysikoita

  • Galileo Galilei (1564-1642) 
  • D.Fahrenheit(1686-1736) 
  • Anders Celsius (1701-1744) 
  • William Thomson (lordi Kelvin) (1824-1907) 

 

- Simulaatiot 

 

- Lisätietoa

 

Kuva. Jääkukkia (M. Kaunisto)

 

Pohdittavaa

1. Kirjaa ylös tilanmuuttujasuureet sekä niiden SI-järjestelmän yksiköt.

2. Määrittele termodynaaminen systeemi. 

3. Anna esimerkki kustakin termodynaamisesta systeemistä. 

4. Määrittele lämpötila. Kirjaa ylös sen SI-järjestelmän mukainen suureen tunnus sekä yksikkö. 

5. Miten lämmittäminen vaikuttaa kaasun liikkeeseen ja paineeseen? 

 

Laskettavaa

1. Muunna huoneen lämpötila 22 °C kelvineiksi.

2. Muunna auringon pintalämpötila 5500 K celsiusasteiksi. 

Opetussuunnitelman mukaisesti:

 

Kurssin tavoitteena on, että opiskelija  

  • osaa käyttää ja soveltaa lämpöilmiöiden käsitteitä jokapäiväisen elämän, ympäristön, yhteiskunnan ja teknologian ilmiöissä 
  • osaa tutkia aineen termodynaamiseen tilaan ja olomuodon muutoksiin liittyviä ilmiöitä 
  • syventää ymmärrystään energiasta fysiikan keskeisenä käsitteenä 
  • kehittää valmiuksia osallistua ympäristöä ja teknologiaa koskevaan päätöksentekoon.

 

Keskeiset sisällöt (*

  • fysiikan merkitys energiantuotannon(1 ratkaisuissa ja kestävän tulevaisuuden rakentamisessa 
  • lämpö ja lämpötila(4 
  • kaasujen tilanmuutokset(9, lämpölaajeneminen(7 ja paine(8 
  • kappaleiden lämpeneminen, jäähtyminen, olomuodon muutokset(5 ja lämpöenergia(6 
  • mekaaninen työ, teho ja hyötysuhde(3 
  • energian säilyminen(2 lämpöopissa ja lämmön siirtymissuunta 
  • tutkimuksen tai ongelmanratkaisun(10 ideointia ja suunnittelua

 

* Yläindeksinumerointi viittaa tämän kurssisuunnitelman numerointiin

Lähde: Lukion opetussuunnitelman perusteet 2015

https://www.oph.fi/fi/koulutus-ja-tutkinnot/lukion-opetussuunnitelmien-perusteet