復(fù)習(xí)題(材料熱力學(xué))

1、 體系與環(huán)境之間的關(guān)系？體系分為幾種類(lèi)型？其劃分依據(jù)是什么？ 2、 狀態(tài)變數(shù)與狀態(tài)函數(shù)？狀態(tài)函數(shù)的特點(diǎn)是什么？ 3、 分別闡述熱力學(xué)第一定律、第二定律和第三定律？ 4、 推導(dǎo)可逆過(guò)程體積功的表達(dá)式？

5、 設(shè)有64×10－3 kg氧氣，在25℃下極緩慢地膨脹，使其體積由0.05 m3變?yōu)?.1 m3 。

計(jì)算該過(guò)程氣體所做的體積功。

6、 設(shè)有10 mol氫氣，在25 ℃下可逆壓縮，，使其壓力增大3倍。計(jì)算該過(guò)程氣體所

做的體積功。

7、 推導(dǎo)焓的表達(dá)式？并解釋其物理意義？

8、 在1大氣壓下，1 mol的水從25℃加熱至150 ℃，計(jì)算該過(guò)程中的Q，W以及△

U和△H。

9、 推導(dǎo)基爾霍夫定律，并說(shuō)明反應(yīng)熱與比熱容變△Cp之間的關(guān)系。 10、 熵的定義及其統(tǒng)計(jì)意義是什么？ 11、 熵變計(jì)算：

A．1 mol理想氣體，在恒溫T下體積增大10倍，求其熵變(1)設(shè)為可逆過(guò)程；(2) 設(shè)向真空膨脹。

B. 鉛的熔點(diǎn)為600 K，凝固熱為4811.6 J/mol，求鉛在600 K凝固時(shí)熵值的變化(1 atm)

C. 求液體鉛過(guò)冷至590 K凝固時(shí)熵值的變化 (1 atm)。 12、 簡(jiǎn)述Richard和Trouton規(guī)則

13、 自由能和自由焓的表達(dá)式分別是什么？ 14、 簡(jiǎn)述最小自由能原理？ 15、 推導(dǎo)熱力學(xué)基本關(guān)系式：

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dU?TdS?PdVdH?TdS?VdPdF??SdT?PdVdG??SdT?VdP??U????T，??S?V??H????T，??S?P??U???＝－P??V?S??H???＝V??P?S??F?????S，??T?V??F???＝?P??V?T??G?????S，?T??P??G???＝V?P??T

2?U??T???P?16、 什么是飽和蒸汽壓？蒸汽壓與體系自由能之間關(guān)系的表達(dá)式是什么？ ???????17、 推導(dǎo)Gibbs-Helmholtz 方程，并簡(jiǎn)述相變自由能與溫度關(guān)系的計(jì)算過(guò)程。

?2H??T???V???????18、 推導(dǎo)麥克思維關(guān)系式：

??P?S??S?P?S?P?2U??T???P?????????V?S??S??V?S?V??V?S??S?V?S?V?2F??S???P?????????V?T?V?T??T??V?2G??S???V??????????P?T?P?T??P ??T

?2H??T???V????????P?S??S??P?S?P?2F??S???P???????19、 ?利用麥克思維關(guān)系式證明：

?V?T??V?T??T?V?2G??S???V??????????T?P?T??P?Tb. ??P理想氣體的焓與壓強(qiáng)無(wú)關(guān)

a. 理想氣體的內(nèi)能與體積無(wú)關(guān)；

20、 簡(jiǎn)述一級(jí)相變和二級(jí)相變？并舉例說(shuō)明常見(jiàn)的一級(jí)相變和二級(jí)相變過(guò)程？ 21、 推導(dǎo)出Clausius-Clapeyron方程，并給出其積分解。

22、 畫(huà)出單組元物質(zhì)狀態(tài)與溫度和壓力之間的關(guān)系示意圖(單組元相圖)，并利用

Clausius-Clapeyron方程分析和解釋單組元相圖中的兩相平衡線(xiàn)？ 23、 什么是溶液？有哪些種類(lèi)？

24、 簡(jiǎn)述什么是理想溶體？推導(dǎo)兩組元理想熔體體系的混合熵的計(jì)算公式，并畫(huà)出混

合熵與組元濃度之間的關(guān)系示意圖。

25、 給出二組元理想熔體摩爾自由能的計(jì)算公式，并指出公式中各符合的物理意義。

并畫(huà)出二組元理想熔體摩爾自由能－成分關(guān)系示意圖。 26、 簡(jiǎn)述什么是規(guī)則熔體？并指出其與理想熔體的區(qū)別和聯(lián)系。

27、 給出兩組元規(guī)則熔體中摩爾自由能的計(jì)算公式，指出各符合的物理意義，并分析

其推導(dǎo)過(guò)程。

28、 畫(huà)出兩組元規(guī)則熔體的摩爾自由能隨相互作用系數(shù)IAB變化的示意圖（IAB ＝－

16.7、0、16.7、30KJ/mol）。

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29、 簡(jiǎn)述亞規(guī)則熔體近似模型，并給出其摩爾自由能的表達(dá)式，并說(shuō)明其中各符合的

物理意義。

30、 對(duì)于A和 B混合形成二元溶液，在理想和實(shí)際情況下推導(dǎo)其與濃度之間的關(guān)系函

數(shù)？

31、 偏摩爾量的定義及其物理意義是什么？

32、 偏摩爾量滿(mǎn)足集合式和Gibbs-Duhem公式？分別寫(xiě)出二元體系情況下的表達(dá)式？ 33、 什么是化學(xué)勢(shì)？其物理意義是什么？

34、 化學(xué)位與平衡之間的關(guān)系如何？基于兩相情況下，簡(jiǎn)述其推導(dǎo)過(guò)程？ 35、 簡(jiǎn)述拉烏爾定律和亨利定律？并指出異同？ 36、 推導(dǎo)理想溶液中溶劑和溶質(zhì)的化學(xué)位表達(dá)式？

37、 設(shè)有兩個(gè)互不相溶的液相α和β，在恒溫恒壓下處于平衡�；诨瘜W(xué)位平衡條件，

推導(dǎo)體系中 i 物質(zhì)在兩相中的濃度比例常數(shù)——分配定律。

38、 在A-B兩組元體系中，IAB值很大，試?yán)迷贕m-X圖中化學(xué)勢(shì)的圖解法，解釋為

什么有的固溶體中會(huì)發(fā)生上坡擴(kuò)散？ 39、 活度的定義及其物理意義分別是什么？ 40、 推導(dǎo)正規(guī)熔體中活度系數(shù)的表達(dá)式。 41、 寫(xiě)出Vegard定律的表達(dá)式？

42、 混合物自由能的基本特征是服從混合律（Mixture law）：給出混合物的摩爾自由能

GmM與兩相的摩爾自由能Gmα和Gmβ之間的關(guān)系式，并利用圖示進(jìn)行證明。 43、 利用圖示說(shuō)明溶解度間隙線(xiàn)和失穩(wěn)(Spinodal)分界線(xiàn)的確定過(guò)程，并說(shuō)明其物理意

義。

44、 簡(jiǎn)述多元多相平衡條件，并推導(dǎo)相律。

45、 利用自由能曲線(xiàn)判斷平衡的法則是什么？利用圖示舉例說(shuō)明(3種以上)。 46、 給出理想熔體和規(guī)則熔體的溶質(zhì)再分配系數(shù)計(jì)算公式

47、 簡(jiǎn)述表面張力、表面能和界面能，比較相互間異同及其量綱關(guān)系。 48、 簡(jiǎn)述晶體表面能的簡(jiǎn)單估算思路，并給出估算公式。 49、 闡述晶體界面能各項(xiàng)異性及其產(chǎn)生原因。

50、 簡(jiǎn)述單組元熔體表面能計(jì)算的基本思路，并給出計(jì)算公式。 51、 簡(jiǎn)述液態(tài)與固態(tài)純金屬表面能的關(guān)系 。 52、 純金屬的固-液界面能計(jì)算方法。

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53、 設(shè)鐵的摩爾熔化熱?Hs?l = 16.15 kJ ? mol-1，固態(tài)鐵的密度為7.8?103 kg ? m-3，

其單層原子排列系數(shù)b為1.12。計(jì)算鐵的固-液界面能。 54、 簡(jiǎn)述晶體晶界能的簡(jiǎn)單估算方法，并給出計(jì)算公式。 55、 從能量角度解釋晶界偏析產(chǎn)生的原因。

56、 與平直界面相比，彎曲界面對(duì)物質(zhì)的哪些熱力學(xué)或物理性質(zhì)產(chǎn)生影響？簡(jiǎn)述具體

的影規(guī)律。

57、 什么是質(zhì)量作用定律？對(duì)反應(yīng)aA+bB = cC＋dD，寫(xiě)出其平衡常數(shù)表達(dá)式，并指出

其平衡的一般條件。

58、 推導(dǎo)平衡常數(shù)表達(dá)式？其物理意義是什么？

59、 什么是分解壓？并寫(xiě)出多相反應(yīng)條件下的平衡常數(shù)表達(dá)式？ 60、 推導(dǎo)化學(xué)反應(yīng)恒溫方程式？

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