問(wèn)答題

1、簡(jiǎn)述熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、熱力學(xué)第三定律的內(nèi)容及應(yīng)用。 2、簡(jiǎn)述熵判據(jù)、亥姆赫茲函數(shù)判據(jù)和吉布斯函數(shù)判據(jù)的內(nèi)容及使用條件

3、請(qǐng)說(shuō)明為什么純金屬（純鐵材料除外）加熱的固態(tài)相變是由密排結(jié)構(gòu)到疏排結(jié)構(gòu)的變

://m.njliaohua.com//link?url=TB3ynKTakLolx53PSt3lqIRlj9i0a7uxwlSvLchHRQzuXIqwFkc-ZsPauEoTMKUnLgq1B_IkWu-KihBIe8zx2YpCnkxGhYX9TYHlyKCPuSy 室溫下為鐵磁性金屬在超過(guò)居里溫度將變?yōu)轫槾判�，自發(fā)磁化消失物質(zhì)由鐵磁態(tài)變化到

mP順磁態(tài)的過(guò)程伴隨著自由能的變化

4、請(qǐng)說(shuō)明為什么固相與氣相或液相之間平衡時(shí)，相平衡溫度T與壓力P之間的關(guān)系是指數(shù)關(guān)系；而固相與液相之間平衡時(shí)，相平衡溫度T與壓力P之間的關(guān)系是直線關(guān)系 5、對(duì)于一個(gè)二元體系A(chǔ)-B，試簡(jiǎn)述相互作用能IAB 的意義，以及IAB 值對(duì)A-B二元正規(guī)溶體體系吉布斯自由能-組分關(guān)系圖形狀以及A、B在溶體中微觀存在狀態(tài)的影響？

?G?G?GT=0時(shí)i=0.自由能曲線傾斜的直線，0>i自由能曲線向下的曲線

i>0，自由能曲線向上的曲線T>0時(shí)i≦0，向下凹曲線。在絕大多數(shù)情況下，Gm-X曲線都是單調(diào)向下彎曲的形狀。在i>0，T不太高時(shí)，向上凸的曲線且兩個(gè)拐點(diǎn)

6、試簡(jiǎn)述多元體系中化學(xué)位和活度的意義，并說(shuō)明為什么在一些固溶體中會(huì)發(fā)生上坡擴(kuò)散的原因？

7、試簡(jiǎn)述兩相平衡條件的熱力學(xué)條件、意義，對(duì)于兩種或者兩種以上物相存在的二元體系吉布斯自由能-組分關(guān)系圖中如何確定相平衡條件啊和范圍，以及上述方法的日力學(xué)原理；

8、物相尺度影響其在溶體中的溶解度，晶體材料中出現(xiàn)晶界偏析的原因和熱力學(xué)原理

9簡(jiǎn)述固體熱容的杜隆-普替定律，愛(ài)因斯坦，德拜模型中材料的熱容隨溫度的變化規(guī)律，以及比較各自的優(yōu)缺點(diǎn)

杜隆-普替定律：溫度較高Cv=3R定值。低溫時(shí)，在低溫?zé)崛菖cT3成正比，熱容迅速趨向0.高溫下與試驗(yàn)結(jié)果基本符合不能說(shuō)明高溫下，不同溫度下熱容的微小差別不能說(shuō)明低溫下，，熱容隨溫度的降低而減小，在接近絕對(duì)零度時(shí)，熱容按T3的三次方趨近與零的試驗(yàn)結(jié)果未考慮能量的量子化

愛(ài)因斯坦：溫度較高Cv=3R當(dāng)T →0 時(shí)，CV迅速變?yōu)?，適用的材料：原子晶體、部分簡(jiǎn)單的離子晶體。但實(shí)驗(yàn)表明CV的降低是緩慢的不適用于極低溫度，無(wú)法說(shuō)明在極低溫度時(shí)，為什么定容熱容的實(shí)驗(yàn)值與絕對(duì)溫度的3次方成比例。低溫時(shí)，Cv與溫度按指數(shù)律隨溫度而變化，與實(shí)驗(yàn)得出的按T3的立方變化規(guī)律仍有偏差把每個(gè)原子當(dāng)作一個(gè)三維的獨(dú)立簡(jiǎn)諧振子，繞平衡點(diǎn)振動(dòng)。忽略了各格波的頻率差別，其假設(shè)過(guò)于簡(jiǎn)化。 德拜模型：高于德拜溫度時(shí)，熱容趨于常數(shù)，低于德拜溫度時(shí)固體（晶體金屬）定容熱容與絕對(duì)溫度的三次方成正比因?yàn)樵诜浅５偷臏囟认�，只有長(zhǎng)波的的激發(fā)是主要的，對(duì)于長(zhǎng)波晶格是可以看作連續(xù)介質(zhì)的。德拜理論在溫度越低的條件下，符合越好。如果德拜模型在各種溫度下都符合，則德拜溫度和溫度無(wú)關(guān)。實(shí)際不。德拜模型成功地解釋了杜隆·伯替定律，

12π?T??即熱容與溫度的關(guān)系 C?5Nk????10對(duì)于一個(gè)二組元體系A(chǔ)-B，描述其微觀狀態(tài)形式與宏觀性質(zhì)之間的聯(lián)系，并敘述相互作用參數(shù)IAB的概念和含義，及對(duì)A-B二元正規(guī)溶體體系性質(zhì)的影響

43B

構(gòu)成溶體組元之間的相互作用宏觀：相互作用能IAB微觀：溶劑與溶質(zhì)原子之間的結(jié)合能uAB與同類原子結(jié)合能uAA、uBB之間的差值。溶體的性質(zhì)：溶體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與成分的關(guān)系原子排布的有序性

11對(duì)于稀溶液固溶體二組元體系如何建立兩相平衡的組分平衡條件

α+β兩相平衡時(shí)

應(yīng)

有

12簡(jiǎn)述相轉(zhuǎn)變形核驅(qū)動(dòng)力和相變驅(qū)動(dòng)力的概念，區(qū)別及聯(lián)系

相變驅(qū)動(dòng)力：相變過(guò)程前后摩爾自由能的凈降低量 ΔGm=Gm(D)-Gm(C

12以G為縱軸，T為橫軸時(shí)，恒壓下，G曲線隨溫度下降，曲線向?yàn)槭裁瓷贤梗?

?G????(dG??SdT?VdP恒壓下，自由能與溫度的關(guān)系曲線 ?T)P??S定壓

二、計(jì)算題

1、已知Sn（錫）在熔點(diǎn)505K時(shí)的熔化熱為7070.96J/mol，并有Cp（l）=34.69-9.20X10-3 T J/（mol K） Cp（s）=18.49+26.36X10-3 T J/（mol K）計(jì)算：Sn在絕熱容器內(nèi)過(guò)冷到495K時(shí)能自動(dòng)凝固的分?jǐn)?shù)。 2、在1大氣壓、25℃下，（碳摩爾質(zhì)量為12g）的兩種晶體結(jié)構(gòu)（石墨和金剛石）哪種更穩(wěn)定？計(jì)算在25℃由石墨很成金剛石所需要的壓強(qiáng)大小。已知 H298 （石墨）-H298 （金剛石） S298（石墨） S298（金剛石） 密度（金剛石） 密度（石墨） -1899.55 J/mol 5.74J/mol K 2.38J/mol K 3.513g/cm-3 2.260 g/cm-3 3、金屬Ga（鎵）熔點(diǎn)為303K，在1atm，固態(tài)和合臺(tái)金屬Ga（鎵）密度分別為6.08g/cm-3

和5.885個(gè)/cm-3，Hf Cal/g，求：增加1atm金屬Ga熔點(diǎn)的變化量（1cal=41.293cm-3 atm） 4、閃鋅礦（ZnS）在1700K高溫干燥空氣流中的賠燒時(shí)，出口氣韓SO2 的體積分?jǐn)?shù)y（SO2）=7%，是判斷產(chǎn)物是否為ZnSO4

已知1700K，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，各物質(zhì)的摩爾生成吉布斯自由能為： ZnO（s）=-181.167 ZnSO4 =-394.551 SO3（g）=-233.886

5、已知A-B二元正規(guī)溶液中固溶體a相的相互作用參數(shù)I=25.5KJ/Mol，A組元的摩爾自由能為GA0，B組元的摩爾吉布斯自由能為GB0，試寫(xiě)出該體系在溫度T=1000K時(shí)溶體的摩爾吉布斯自由能與組分的關(guān)系式，并計(jì)算該溫度下的溶解度間歇位置？

a B

6、已知Ti-V合金在800℃下的兩相平衡成分為Xv=0.02，X=0.10，是計(jì)算該溫度下的V奧氏體穩(wěn)定化參數(shù)，以及純鈦的相變自由能

7、已知A-B二元體系中，一個(gè)成分為XB =0.2合金是a+B兩相組織。這時(shí)a相的成分a

Xb=0.3其摩爾自由能G=a，B相的成分為Xb =0.6，摩爾自由能G=b，試求兩相合金的摩爾自由能。

8、已經(jīng)測(cè)得Fe-V合金的a固溶體成分為XV =0.4，1000℃下V的活度為0.41，試估算相互作用能參數(shù)IFeV （提示可以將該固溶體作為正規(guī)通體，通過(guò)活度定義以及正規(guī)溶體的吉布斯自由能與組分關(guān)系求解）://m.njliaohua.com//link?url=Ivf-wnYd7BU6SaqrYoa5LiWzDeYpz1F4N_Q9cRAakvwOBX6sPntL_GpomC-YBomL16t4pGILMfeznE7_EnEM313tYNJLFuuuHQr2DA1V65q&pn=NaN ://m.njliaohua.com//view/f408559951e79b896802267a.html ://m.njliaohua.com//view/8285fffc04a1b0717fd5dd69.html ://m.njliaohua.com//view/895e29671ed9ad51f01df26f.html

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