1. No category

 FYSIIKANKOE30.3.2016HYVÄNVASTAUKSENPIIRTEITÄ
Allaolevavastaustenpiirteiden,sisältöjenjapisteitystenluonnehdintaeisidoylioppilas‐
tutkintolautakunnanarvostelua.Lopullisessaarvostelussakäytettävistäkriteereistäpäät‐
täätutkintoaineensensorikunta.
Fysiikka pyrkii ymmärtämään luonnon perusrakennetta, luonnonilmiöiden perusmekanis‐
mejajaniidensäännönmukaisuuksia.Fysiikassakäsitteellinentietojatietorakenteetpyri‐
täänilmaisemaanmahdollisimmankattavinajayleisinä.Kokeellinenmenetelmäonfysiikan
tiedonperusta,jasaavutettutietoesitetäänuseinmatemaattisinateoriarakenteinajamal‐
leina.Malleillaonkeskeinenasemamyöskehitettäessä,sovellettaessajakäytettäessänäin
saavutettuatietoa.Fysiikantiedonhankinnalle,tiedonesittämisellejasensoveltamiselleon
tyypillistäteorianjakokeellisuudennivoutuminentoisiinsa.
Fysiikankokeessaarvioinninkohteitaovatsekäfysikaalisentiedonymmärtäminenettätie‐
donsoveltamisentaitolukionopetussuunnitelmanperusteidenmukaisesti.Kokeessaarvi‐
oidaan myös kokelaan kokeellisen tiedonhankinnan ja ‐käsittelyn taitoja. Näitä ovat mm.
kokeensuunnittelu,yleisimpienmittavälineidenkäytönhallinta,tulostenesittäminenjatul‐
kitseminensekäjohtopäätöstentekeminen.Luonnontieteidenjateknologianalaanliittyviä
ongelmiaratkaistaankäyttäenjasoveltaenfysiikankäsitteitäjakäsiterakenteita.Luovuutta
jakekseliäisyyttäosoittavatratkaisutkatsotaanerityisenansiokkaiksi.Arviointiinvaikutta‐
vatmyöskokelaanvastaustenselkeys,asiasisällönjohdonmukaisuusjajäsentyneisyys.
Fysiikan tehtävän vastaus sisältää vastauksen perustelut, ellei tehtävänannossa ole toisin
mainittu.Kokelasosaayhdistellätietoajasoveltaaoppimaansa.Vastausosoittaa,ettäkoke‐
lasontunnistanutoikeinfysikaalisenilmiönjatarkasteleetilannettafysikaalisestimielek‐
käällätavalla.Kokelasosaakuvatasovellettavanfysikaalisenmallinjaperustella,miksimal‐
lia voidaan käyttää kyseisessä tehtävässä. Usein vastauksessa tarvitaan tilannekuvioita,
voimakuvioita,kytkentäkaavioitataigraafistaesitystä.Kuviot,kaaviotjagraafisetesitykset
ovat selkeitä ja oppiaineen yleisten periaatteiden mukaisia. Voimakuviossa todelliset voi‐
materotetaanvektorikomponenteistaselkeästi.
Matemaattista käsittelyä edellyttävissä tehtävissä suureyhtälöt ja kaavat on perusteltu ta‐
valla, joka osoittaa kokelaan hahmottaneen tilanteen, esimerkiksi lähtien jostain fysiikan
peruslaistatai‐periaatteesta.Vastauksessaonesitettytarvittavatlaskutsekämuutriittävät
perustelutjalopputulos.Laskemistaedellyttävissäosioissasuureyhtälöonratkaistukysy‐
tynsuureensuhteen,jatähänsuureyhtälöönonsijoitettulukuarvotyksikköineen.Fysiikan
kokeessakaikkifunktio‐, graafiset ja symboliset laskimet ovat sallittuja. Symbolisen laski‐
menavullatehdytratkaisuthyväksytään,kunhanratkaisustakäyilmi,mihintilanteeseenja
yhtälöihinratkaisusymboleineenperustuu.Laskimenavullavoidaanratkaistayhtälöitäja
tehdäpäätelmiäkuvaajistatehtävänannonedellyttämällätavalla.
Tehtävän eri osat arvostellaan 1/3 pisteen tarkkuudella, ja loppusumma pyöristetään ko‐
konaisiksipisteiksi.
Fysiikankoe30.3.2016Hyvänvastauksenpiirteitä
Tehtävä1
Hiukkassäteilyä
Alfasäteily
x
Gammasäteily Näkyvävalo
Ionisoivaasätei‐
lyä
Hirsiseinäpy‐
säyttääsäteilyn
Maanpinnalla
havaittavansä‐
teilynmerkittävä
lähdeonAurinko
x
x
x
x
x
Pisteitys:oikearasti1p.
Fysiikankoe30.3.2016Hyvänvastauksenpiirteitä
Tehtävä2
a)
Lasketaantaulukkoon ‐arvot.
0,2209 1,0000
(s )
h(m)
1,00
5,00
1,9881
10,0
3,0976
15,0
4,1616
20,0
taulukko1p.
kuva3p.
b) Kuulanliikeontasaisestikiihtyvää,jolloinputoamismatkaon
.Koskakuu‐
lalähteelevosta,senkiihtyvyyson
.
1p.
Kuulanputoamisliikkeenkiihtyvyyssaadaanpisteisiinsovitetunsuorankulmakertoimen
avulla:
Δ
Δ
16,0m 3,0m
2∙
3,30s
0,60s
2∙
2 ∙ 4,8148148
m
s
9,6296296
m
s
9,6
m
s
1p.
Fysiikankoe30.3.2016Hyvänvastauksenpiirteitä
Tehtävä3
a)Kokeellavoidaanmäärittääketjunmateriaalintiheys.
,
,
7150,6849
1p.
7200
1p.
b)Kokeellavoidaanmäärittäämateriaalinominaislämpökapasiteetti.
1p.
Ketjunluovuttamalämpömääräonyhtäsuurikuinvedenvastaanottamalämpömäärä. 1p.
Eiotetahuomioonvedenominaislämpökapasiteetinjatiheydenmuutostalämpötilankas‐
vaessa. Käytetään arvoja 22,0 °C:n lämpötilassa. Veden tiheys
997,78
ja ominais‐
lämpökapasiteetti 4181,9
386,7525
∙°
kg
J
∙ 0,400 ∙ 10 m ∙ 1000
∙ 30,4
kg ∙ °C
m
0,522kg ∙ 30,4 100 °C
390
∙°
22,0 °C
1p.
c)Ketjuvoisiollasinkkiä.
1p.
Sinkintiheyson7130kg/m3jaominaislämpökapasiteettion386J/(kg∙°C).
Fysiikankoe30.3.2016Hyvänvastauksenpiirteitä
Tehtävä4
a)
(3p.)
b)
(3p.)
Fysiikankoe30.3.2016Hyvänvastauksenpiirteitä
Tehtävä5
a) Alussakeltainenkivionlevossa,eli
Ennentörmäystä: 0.Merkitäänkivienmassaam:llä.
Törmäyksenjälkeen: ̅ Kuva⅔p.
Koskakiviineivaikutaosumishetkelläliikkeensuunnassamuitamerkittäviävoimiakuin
kivienvälinenkontaktivoima,voidaankahdenkivenmuodostamaasysteemiäpitääeris‐
tettynä.Törmäyksessäliikemääräsäilyy.
̅
̅
1p.
2
Kimmoisassa törmäyksessä myös kivien yhteenlaskettu liike‐energia ennen ja jälkeen
törmäyksenonyhtäsuuri.
1p.
0tai
0.Keltainenkivilähteetörmäyksessäliikkeelle,
Yhtälötovattosiavain,jos
joten punaisen kiven täytyy pysähtyä, jotta sekä liikemäärä että liike‐energia säilyvät
törmäyksessä.
⅔p.
Punainenkivipysähtyytörmäyksenjälkeen.
Keltainenkivilähteenopeudella2,1m/ssamaansuuntaankuinpunainenkiviliikkuien‐
nentörmäystä.
⅔p.
b) Kimmoisassatörmäyksessäliike‐energiasäilyy:
1
1
1
1
2
2
2
2
1p.
Alussakeltainenkivionlevossaeli
0.Ratkaistaan :
1,5m/s
1,4m/s
0,53851648
Fysiikankoe30.3.2016Hyvänvastauksenpiirteitä
0,54m/s
1p.
Tehtävä6
a)
:gravitaatiovoimataipaino
:tukivoima
:lepokitkavoima
⅓p./voima,maks.1p.
kuvassavoimatoikein⅓p./voima
b) Kokonaisuusontasaisessavaakasuorassaympyräliikkeessä,
jotenkokonaisuudellaonradankeskipisteeseensuuntautuva
normaalikiihtyvyys
.
Dynamiikanperuslaki:∑
Kokonaisuudellaeiolepystysuuntaistakiihtyvyyttä,joten
0.
Normaalikiihtyvyysaiheutuulepokitkavoimasta:
1p.
Pienintämahdollistaympyrääajettaessalepokitkaontäysinkehittynyt. Ratkaistaanrjasijoitetaan
0,20,
15
,
,
ja
9,81 :
8,8486805m
∙ ,
8,8m
1p.
Fysiikankoe30.3.2016Hyvänvastauksenpiirteitä
c) Painollaeiolemomenttiamassakeskipisteensuhteen,joten
vaintukivoimanjakitkavoimanmomentittäytyyhuomioida.
cos
sin
∙
∙
⅔p.
Kokonaisuuseikaadu,kunsiihenvaikuttavienvoimien
momentitmassakeskipisteensuhteenkumoavattoisensa:
sin ∙
cos ∙
0 1p.
cos
sin
tan
arctan
∙
arctan
,
78,690068°≈79°
⅓p.
Fysiikankoe30.3.2016Hyvänvastauksenpiirteitä
Tehtävä7
a) Alkutilanteessasylinterienkokonaisvarausonnolla,koskaprotonienpositiivisetjaelekt‐
roniennegatiivisetvarauksetkumoavattoisensa.
Kunkondensaattorivarataan,levyjenväliinsyntyysähkökenttä.
Metallissa on helposti liikkuvia johtavuuselektroneja. Sähkökenttä kohdistaa johtavuus‐
elektroneihinvoiman,jolloinelektronejasiirtyykohtipositiivisestivarattuakondensaat‐
torilevyä.
1p.
Tällöinvasempaansylinteriintuleeelektronienylimäärä,jolloinsiitätuleenegatiivisesti
varautunut.Oikeanpuoleiseensylinteriinjääelektronienvajaus,jolloinsylinterionvarau‐
tunutpositiivisesti.
1p.
Elektroniensiirtyminenjatkuu,kunnesvaraustenjakautumisestaaiheutuvasähkökenttä
kumoaakondensaattorinkentänsylinterinsisällä.Kokonaisuutenasylinteriparionpola‐
risoitunut.
1p.
b) Kunsylinteritonerotettutoisistaanjakondensaattoripuretaan,kondensaattorinsähkö‐
kenttä häviää, jolloin elektroneihin ei enää kohdistu vasemmalle suuntautuvaa voimaa.
Varausten jakautumisesta aiheutuva kenttä pyrkii siirtämään elektroneja oikealle ja ta‐
soittamaansylinterienvaraukset.
1p.
Koskasylinteritonerotettutoisistaan,ylimääräisetelektroniteivätvoisiirtyäoikeaansy‐
linteriinjasylinterienvarauksetsäilyvät.
1p.
c) Kunsylinterityhdistetään,varaustenjakautumisestaaiheutunutkenttäsiirtääelektroneja
oikealle. Siirtyminen jatkuu, kunnes varaukset ovat tasoittuneet ja sylinterien kokonais‐
varausonjälleennolla.
1p.
Fysiikankoe30.3.2016Hyvänvastauksenpiirteitä
Tehtävä8
a) Pitkässä,suorassajohtimessaonsähkövirta,jotensenympärillesyntyymagneettikenttä.
Magneettikentänvuontiheydensuuntaonkohtisuorastisilmukanläpi.Magneettivuonti‐
heysetäisyydellärjohtimestaon
2
.
1p.
Silmukankeskikohdanetäisyysjohtimestaon5,5cm,jotensilmukanlävistävämagneetti‐
vuoonlikimain
2
2
.
Arvioinduktiojännitteestäsaadaaninduktiolainavulla
∆
∆
0
∆
∆
2
2
∆
2 ∆
4 ∙ 10 N A ∙ 0,010m ∙ 2,0A
0,0007273V 0,7mV
2 ∙ 0,055m ∙ 1 ∙ 10 s
1p.
1p.
1p.
b) Induktiojännite pienenee, jos johdin viedään kauemmaksi silmukasta, koska silmukan
läpäisevämagneettivuoheikkeneeetäisyydenkasvaessa.
1p.
Induktiojännitepienenee,kunjohdintataisilmukkaasiirretäänsiten,ettäjohtimenmag‐
neettikenttäonsilmukantasonsuuntainen,jolloinsilmukanläpieiolemagneettivuota. 1p.
Muutkinfysikaalisestioikeinperustellutvastauksethyväksytään.
Fysiikankoe30.3.2016Hyvänvastauksenpiirteitä
Tehtävä9
a) F → O
1p.
b) 18F‐isotoopinhajoamisvakioon
⁄
.
Näytteenaktiivisuus45minuutinkuluttuasenvalmistamisestaon
.
Aktiivisuushetivalmistamisenjälkeen:
,
⋅∙
332,15950MBq
330MBq
2p.
c)Fluori‐18‐isotoopinpuoliintumisaikaonlyhyt,jotennäytteenaktiivisuuslaskeenopeas‐
ti.Näytetäytyyantaapotilaallemahdollisimmannopeasti,ettänäytteenaktiivisuusolisi
riittävänsuurikuvauksenonnistumiseksi.
1p.
Potilas saa säteilyä vain lyhyen aikaa, kun käytetään lyhyen puoliintumisajan näytettä,
koskasenaktiivisuuslaskeenopeasti.Tämäpienentääpotilaalleajankuluessaaiheutu‐
viasäteilyhaittoja,kunradioaktiivinenainepysyypotilaanelimistössä.Puoliintumisaika
eisaaollaniinlyhyt,ettätutkimustaeiehditätehdäaktiivisuudenollessariittävälläta‐
solla.Liianpitkäpuoliintumisaikalisääpotilaansaamaakokonaisannosta.
1p.
Fluoriydin hajoaa emittoimalla positronin. Kudoksessa positroni etenee vain lyhyen
matkan.Kohdatessaanantihiukkasensaelektroninpositronijaelektroniannihiloituvat.
Annihilaatiossa syntyy kaksi gammakvanttia. PET‐kuvauksessa havaitaan gammasätei‐
lyä,jokaläpäiseehyvinkudosta.
1p.
Fysiikankoe30.3.2016Hyvänvastauksenpiirteitä
Tehtävä10
a) Laatikkokiihtyylevostahihnannopeuteen .
Laatikkoonvaikuttavakiihdyttävävoimaonlaatikonjahihnanvälinen
liikekitka .
Impulssiperiaate:
∆ ∆ 1p.
, ⁄
,
∙ ,
⁄
0,33978933s
0,34s
1p.
TAI:
Laatikkoonvaikuttaahihnallaliikekitka,jokaantaakappaleellekiihtyvyyden(NewtonII)
0,45 ∙ 9,81
4,4145 .
1p.
Laatikkoeienääliu’uhihnalla,kunlaatikonnopeusonsamakuinhihnannopeus.
Koskakitkavoimaonvakio,onlaatikkotasaisestikiihtyvässäliikkeessä,joten
, ,
0,339789s
0,34s.
1p.
b) Laatikonliu’unaikanaliikkumamatkasmaansuhteenonsematka,jonkaliikekitkatekee
työtä laatikkoon. Kitkavoiman laatikkoon tekemä työ on yhtä suuri kuin laatikon liike‐
energianmuutos.
∆
1
2
∙ , ⁄
0,45 ∙ 9,81 m⁄s
0,254842m
0,25m
1p.
Liu'unaikanasehihnankohta,johonlaatikkoputosi,liikkuumaansuhteenmatkan
.
Laatikkoliikkuuhihnansuhteenmatkan
0,254842m 1,5 m⁄s ∙ 0,33978933s
0,254842m
0,25m
Fysiikankoe30.3.2016Hyvänvastauksenpiirteitä
1p.
c)Hihnan vierestä tilannetta havaittaessa kitkavoima kiihdyttää laatikkoa tasaisesti. Voiman
tehoontällöin
,
missänopeus kasvaalineaarisestinollastahihnannopeuteen
1,5 ,jolloinP=99,3W.
Tämäonesitettykuvassa1.
Kuva1.
1p.
Hihnaltatilannettahavaittaessalaatikkoliikkuualuksinopeudella
1,5 ,jaonlopulta
levossahihnansuhteen.Koskalaatikonkiihtyvyysontasaista,kitkavoimantehomuuttuuli‐
neaarisestipäätearvojenvälillä.Tämäonesitettykuvassa2.
Kuva2.
1p.
Fysiikankoe30.3.2016Hyvänvastauksenpiirteitä
Tehtävä11
a) Näkyvävaloonaallonpituusalueella400–700nm.
Kuvaajasta voidaan havaita, että 2700 K:n lämpöisen mustan kappaleen säteilyspektrin
huippuintensiteettionaallonpituudella1400nm,jotensuurinosasäteilynintensiteetistä
oninfrapuna‐alueella.
1p.
Eli suurin osa hehkulampun tuottamasta säteilystä on lämpösäteilyä, ja vain pieni osa
energiastamuuttuunäkyväksivaloksi.
1p.
Kaikkeinsuurinosasähkötehostameneelampunosienlämmittämiseen.
1p.
b) Kun mustan kappaleen lämpötila kasvaa, mustan kappaleen säteilyspektrin kokonaisin‐
tensiteettikasvaavoimakkaasti.(Kokonaisintensiteettionverrannollinenlämpötilannel‐
jänteenpotenssiin.)
⅔p.
Intensiteettihuippu siirtyy kohti pienempää aallonpituutta, eli infrapuna‐alueelta kohti
näkyvänvalonaluetta.
⅔p.
Infrapunasäteilyn lisäksi musta kappale alkaa säteilemään voimakkaammin näkyvää va‐
loajaultraviolettivaloa,kunkappaleenlämpötilakasvaa.
⅔p.
Kunlampunvärilämpötilaon2700K,senlähettämävaloonkellertävää,koskakeltaisen
japunaisenvalonosuusspektristäonvallitseva.
⅓p.
Kunvärilämpötilaakasvatetaan,niinettäseon3000K,valoonlämpimänvalkoista.Vih‐
reänvalonosuuskasvaa.
⅓p.
(Silmänsuhteellinenväriherkkyysvaikuttaasiihen,ettäpunaistalyhemmätaallonpituu‐
det nähdään voimakkaammin kuin intensiivisempi ja pitemmän aallonpituuden omaava
punainenvalo.)
Kun värilämpötila on 3500 K, siinä on mukana kaikkia näkyvän valon aallonpituuksia.
Värionkirkkaanvalkoista.Tätäkorkeampivärilämpötilanähtäisiinjosinertävänä. ⅓p.
Fysiikankoe30.3.2016Hyvänvastauksenpiirteitä
Tehtävä+12
a) Ohmin lakia noudattavalle komponentille
on vakio, jolloin napajännitettä virran
funktionaesittäväkuvaaja(I,U)‐koordinaatistossaonorigonkauttakulkevasuora.
1p.
Hehkulampunjazenerdiodinkuvaajateivätoletällaisia,jotenkomponentiteivätnoudata
Ohminlakia.
1p.
b) Hehkulamppu valaisee, kun volframista valmistetun ohuen hehkulangan läpi kulkeva
sähkövirta kuumentaa langan hehkuvaksi. Hehkulangan lämpötila riippuu langan läpi
kulkevastasähkövirrasta.
1p.
kasvaa,kunlämpötilanousee.Tämänvuoksi
Metallilanganstaattinenresistanssi
hehkulampun (I,U)‐kuvaaja on sitä jyrkempi, mitä suurempi on lampun läpi kulkevan
sähkövirranitseisarvo.
1p.
Hehkulampunkuvaajaonhiemanepäsymmetrinenorigonsuhteen.Tämäjohtuulämpöti‐
lan muutoksen epäsymmetriasta lampun lämmetessä ja jäähtyessä. Kun sähkövirran ja
jännitteenitseisarvotkasvavat,lamppulämpeneejakirkastuu.Tällöinlämpötilaonheh‐
kulanganlämpökapasiteetinvuoksikokoajanhiemanpienempikuinlämpötilaolisistaat‐
tisilla virran ja jännitteen arvoilla. Vastaavasti kun sähkövirran ja jännitteen itseisarvot
pienenevät,lamppujäähtyyjahimmenee,jahehkulanganlämpötilaonkokoajanhieman
suurempikuinseolisistaattisillavirranjajännitteenarvoilla.
1p.
c)
.
Lampunjazenerdiodinläpikulkeeyhtäsuurivirta.
Etsitäänkuvaajienavullavirranarvo,jolla
⅓p.
⅓p.
⅓p.
3,5V.
Tämätoteutuu,kun
TällöinI=0,165A.
2,7Vja
0,8 .
⅓+⅓p.
⅓p.
d) Hehkulampuntoimintaonriippumatonsähkövirransuunnasta,
jotenlamppueivalaisekun| | 0,075A.
0,075A:
0,075A:
0,40V
0,55V
0,75V
⅓p.
⅓p.
1,15V
3,10V
⅓p.
3,65V
Lamppueivalaise,kunvirtalähteennapajänniteonvälillä 3,65V
Fysiikankoe30.3.2016Hyvänvastauksenpiirteitä
⅓p.
1,15V. ⅔p.
Tehtävä+13
Vastauksessaonmainittavaneljäenergialähdettä(yhteensä1p.).
Kussakin kohdassa pitää olla synnyn ja hyödyntämisen kuvaus (1 p. per kohta) sekä näihin
liittyvätfysikaalisetilmiöt(1p.perkohta).
Vesivoima
Auringonsäteilyhaihduttaavaltameristävettä,jokakasaantuupilviksi.Haihtuvanvedenpo‐
tentiaalienergiamaanpainovoimakentässäkasvaa.Tuuletkuljettavatpilvetpoisvaltamerten
päältä mantereiden ylle korkeammille alueille, joille vesi laskeutuu sateena. Korkeammilta
alueiltatakaisinmereenlaskeviinjokiinrakennetuissavesivoimalaitoksissavedenpotentiaa‐
lienergia muuttuu liike‐energiaksi. Virtaava vesi pyörittää turbiinia, joka on kytketty sähkö‐
generaattoriin.Generaattorituottaasähköenergiaasähkömagneettiseninduktionavulla.
Aurinkoenergia
Aurinkoenergia on auringon säteilemää energiaa, joka käytetään suoraan sähkö‐ tai lämpö‐
energiana.Auringonsäteilemääenergiaavoidaankerätäaurinkokennojentai‐keräimienavul‐
la.Aurinkosähköätuotetaantavallisestiaurinkokennoilla,jotkaonrakennettupuolijohteista
ja jotka muuntavat auringon säteilyä sähköenergiaksi. Aurinkokennossa valokvantit synnyt‐
tävät puolijohteeseen elektroni–aukko‐pareja, jotka kerätään elektrodeille. Näin syntyvä va‐
raustenerottuminenvoidaanhyödyntääsähköenergiana.
Aurinkolämmityksessäauringonenergiaakäytetäänkäyttövedentaisisäilmanlämmitykseen.
Lämpöotetaantalteenaurinkokeräimillä,joissaauringonsäteilyabsorboituuväliaineeseenja
nostaatämänlämpötilaa.Lämpökulkeutuulämmönvaihtimeen,jostasesiirretäänkäyttökoh‐
teeseentaivarastoidaanlämpövaraajansisäenergianamyöhempääkäyttöävarten.
Tuulivoima
Auringon säteily saa aikaan ilmakehässä lämpötila‐ ja painevaihteluita, jotka tasoittuessaan
synnyttävätilmakehäänvirtauksiaelituulia.Virtaukseenliittyvänilmanliike‐energianavulla
voidaanpyörittäätuulivoimalanlapoja,jotkaonkytkettyakselillasähkögeneraattoriin.Gene‐
raattorituottaasähköenergiaasähkömagneettiseninduktionavulla.
Fossiilisetpolttoaineet(kivihiili,maakaasu,öljy)jaturve
Kasvillisuusjakasviplanktonovatmuuttaneetauringonsäteilyenergiaayhteyttämisenavulla
kemialliseksienergiaksi.Kivihiilionsyntynytmiljoonienvuosienkuluessakovassapaineessa
maakerrostenvälissälahonneistakasveista,jaöljyjamaakaasuvedenallakasviaineksistaja
pienistä merieliöistä. Turve on syntynyt tuhansien vuosien aikana hapettomassa tilassa la‐
honneestakasviaineksesta.
Polttamalla fossiilisia polttoaineita voimaloissa saadaan tuotettua lämpöä, jota voidaan hyö‐
dyntääsuoraantaijollavoidaankäyttäälämpövoimakonetta,jokatuottaasähköenergiaasäh‐
kömagneettiseninduktionavulla.Öljyähyödynnetäänlaajastimyöskemianteollisuudenraa‐
ka‐aineena.
Fysiikankoe30.3.2016Hyvänvastauksenpiirteitä
Bioenergiajahake
Biopolttoaineiksikutsutaaneloperäisestäaineestavalmistettujapolttoaineita.Näihinsitoutu‐
nutenergiaonperäisinkasvienyhteyttämisprosessista,jossaauringonvalonenergiavarastoi‐
tuukemialliseksienergiaksi.
Biopolttoainetta, kuten haketta, voidaan kuivata ja polttaa sellaisenaan voimaloissa, jolloin
saadaanlämpöätaisähköenergiaalämpövoimakoneenjasähkömagneettiseninduktionavul‐
la.Biopolttoaineitavoidaanmyösjalostaaedelleenbiokaasuksitainestemäisiksipolttoaineik‐
si,kutenetanoliksijadieseliksi,joitavoidaankäyttäävaikkapaautojenpolttoaineena.
Maalämpö(lämpöämaaperästä,vesistöstäjailmasta)
Auringonsäteilylämmittäämaanpintakerroksiajailmakehää.Lämmitysvaikutusulottuujoi‐
takinkymmeniämetrejämaanpinnanalapuolelle.Maanpintakerroksistalämpövoidaankerä‐
täjasiirtäähyötykäyttöönlämpöpumppujenavulla.Lämpöpumpussamaaperääntaivesistöi‐
hinrakennetuissaputkistoissakiertääalhaisessalämpötilassahöyrystyvääainetta.Höyrysty‐
essään aine sitoo itseensä energiaa, joka voidaan lämmönvaihtimessa ottaa käyttöön. Ilma‐
lämpöpumppu toimii saman periaatteen mukaisesti mutta lämpö kerätään ulkoilmasta.
Syvemmältämaankuorestasaatavalämpöongeotermistäenergiaa,jokaeioleperäisinAurin‐
gosta.
Aaltovoima
Auringon säteilyn lämpövaikutus synnyttää virtauksia myös valtamerissä. Näin syntynyttä
aaltojenliike‐energiaavoidaankäyttääsähkögeneraattorinpyörittämiseen,jokatuottaasäh‐
köenergiaa sähkömagneettisen induktion avulla. Vuorovesienergia on pääasiassa peräisin
Kuunvetovoimanvaikutuksesta,eikäsesitenoleperäisinAuringosta.
Fysiikankoe30.3.2016Hyvänvastauksenpiirteitä