問答題

1、簡述熱力學第一定律、熱力學第二定律、熱力學第三定律的內容及應用。 2、簡述熵判據、亥姆赫茲函數判據和吉布斯函數判據的內容及使用條件

3、請說明為什么純金屬（純鐵材料除外）加熱的固態(tài)相變是由密排結構到疏排結構的變

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

mP順磁態(tài)的過程伴隨著自由能的變化

4、請說明為什么固相與氣相或液相之間平衡時，相平衡溫度T與壓力P之間的關系是指數關系；而固相與液相之間平衡時，相平衡溫度T與壓力P之間的關系是直線關系 5、對于一個二元體系A-B，試簡述相互作用能IAB 的意義，以及IAB 值對A-B二元正規(guī)溶體體系吉布斯自由能-組分關系圖形狀以及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i≦0，向下凹曲線。在絕大多數情況下，Gm-X曲線都是單調向下彎曲的形狀。在i>0，T不太高時，向上凸的曲線且兩個拐點

6、試簡述多元體系中化學位和活度的意義，并說明為什么在一些固溶體中會發(fā)生上坡擴散的原因？

7、試簡述兩相平衡條件的熱力學條件、意義，對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，晶體材料中出現晶界偏析的原因和熱力學原理

9簡述固體熱容的杜隆-普替定律，愛因斯坦，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

杜隆-普替定律：溫度較高Cv=3R定值。低溫時，在低溫熱容與T3成正比，熱容迅速趨向0.高溫下與試驗結果基本符合不能說明高溫下，不同溫度下熱容的微小差別不能說明低溫下，，熱容隨溫度的降低而減小，在接近絕對零度時，熱容按T3的三次方趨近與零的試驗結果未考慮能量的量子化

愛因斯坦：溫度較高Cv=3R當T →0 時，CV迅速變?yōu)?，適用的材料：原子晶體、部分簡單的離子晶體。但實驗表明CV的降低是緩慢的不適用于極低溫度，無法說明在極低溫度時，為什么定容熱容的實驗值與絕對溫度的3次方成比例。低溫時，Cv與溫度按指數律隨溫度而變化，與實驗得出的按T3的立方變化規(guī)律仍有偏差把每個原子當作一個三維的獨立簡諧振子，繞平衡點振動。忽略了各格波的頻率差別，其假設過于簡化。 德拜模型：高于德拜溫度時，熱容趨于常數，低于德拜溫度時固體（晶體金屬）定容熱容與絕對溫度的三次方成正比因為在非常低的溫度下，只有長波的的激發(fā)是主要的，對于長波晶格是可以看作連續(xù)介質的。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關。實際不。德拜模型成功地解釋了杜隆·伯替定律，

12π?T??即熱容與溫度的關系 C?5Nk????10對于一個二組元體系A-B，描述其微觀狀態(tài)形式與宏觀性質之間的聯系，并敘述相互作用參數IAB的概念和含義，及對A-B二元正規(guī)溶體體系性質的影響

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

11對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

應

有

12簡述相轉變形核驅動力和相變驅動力的概念，區(qū)別及聯系

相變驅動力：相變過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，恒壓下，G曲線隨溫度下降，曲線向為什么上凸？

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

二、計算題

1、已知Sn（錫）在熔點505K時的熔化熱為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）計算：Sn在絕熱容器內過冷到495K時能自動凝固的分數。 2、在1大氣壓、25℃下，（碳摩爾質量為12g）的兩種晶體結構（石墨和金剛石）哪種更穩(wěn)定？計算在25℃由石墨很成金剛石所需要的壓強大小。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）熔點為303K，在1atm，固態(tài)和合臺金屬Ga（鎵）密度分別為6.08g/cm-3

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

已知1700K，標準大氣壓下，各物質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，試寫出該體系在溫度T=1000K時溶體的摩爾吉布斯自由能與組分的關系式，并計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，是計算該溫度下的V奧氏體穩(wěn)定化參數，以及純鈦的相變自由能

7、已知A-B二元體系中，一個成分為XB =0.2合金是a+B兩相組織。這時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、已經測得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IFeV （提示可以將該固溶體作為正規(guī)通體，通過活度定義以及正規(guī)溶體的吉布斯自由能與組分關系求解）://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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