材料热力学11年试题

问答题1、简述热力学第一定律、热力学第二定律、热力学第三定律的内容及应用。2、简述熵判据、亥姆赫兹函数判据和吉布斯函数判据的内容及使用条件3、请说明为什么纯金属（纯铁材料除外）加热的固态相变是由密排结构到疏排结构的变=TB3ynKTakLolx53PSt3lqIRlj9i0a7uxwlSvLchHRQzuXIqwFkc-ZsPauEoTMKUnLgq1B_IkWu-KihBIe8zx2YpCnkxGhYX9TYHlyKCPuSy室温下为铁磁性金属在超过居里温度将变为顺磁性，自发磁化消失物质由铁磁态变化到顺磁态的过程伴随着自由能的变化4、请说明为什么固相与气相或液相之间平衡时，相平衡温度T与压力P之间的关系是指数关系；而固相与液相之间平衡时，相平衡温度T与压力P之间的关系是直线关系5、对于一个二元体系A-B，试简述相互作用能IAB的意义，以及IAB值对A-B二元正规溶体体系吉布斯自由能-组分关系图形状以及A、B在溶体中微观存在状态的影响？T=0时i=0.自由能曲线倾斜的直线，0i自由能曲线向下的曲线i0，自由能曲线向上的曲线T0时i≦0，向下凹曲线。在绝大多数情况下，Gm-X曲线都是单调向下弯曲的形状。在i0，T不太高时，向上凸的曲线且两个拐点6、试简述多元体系中化学位和活度的意义，并说明为什么在一些固溶体中会发生上坡扩散的原因？7、试简述两相平衡条件的热力学条件、意义，对于两种或者两种以上物相存在的二元体系吉布斯自由能-组分关系图中如何确定相平衡条件啊和范围，以及上述方法的日力学原理；8、物相尺度影响其在溶体中的溶解度，晶体材料中出现晶界偏析的原因和热力学原理PmGGG9简述固体热容的杜隆-普替定律，爱因斯坦，德拜模型中材料的热容随温度的变化规律，以及比较各自的优缺点杜隆-普替定律：温度较高Cv=3R定值。低温时，在低温热容与T3成正比，热容迅速趋向0.高温下与试验结果基本符合不能说明高温下，不同温度下热容的微小差别不能说明低温下，热容随温度的降低而减小，在接近绝对零度时，热容按T3的三次方趋近与零的试验结果未考虑能量的量子化爱因斯坦：温度较高Cv=3R当T→0时，CV迅速变为0，适用的材料：原子晶体、部分简单的离子晶体。但实验表明CV的降低是缓慢的不适用于极低温度，无法说明在极低温度时，为什么定容热容的实验值与绝对温度的3次方成比例。低温时，Cv与温度按指数律随温度而变化，与实验得出的按T3的立方变化规律仍有偏差把每个原子当作一个三维的独立简谐振子，绕平衡点振动。忽略了各格波的频率差别，其假设过于简化。德拜模型：高于德拜温度时，热容趋于常数，低于德拜温度时固体（晶体金属）定容热容与绝对温度的三次方成正比因为在非常低的温度下，只有长波的的激发是主要的，对于长波晶格是可以看作连续介质的。德拜理论在温度越低的条件下，符合越好。如果德拜模型在各种温度下都符合，则德拜温度和温度无关。实际不。德拜模型成功地解释了杜隆·伯替定律，即热容与温度的关系10对于一个二组元体系A-B，描述其微观状态形式与宏观性质之间的联系，并叙述相互作用参数IAB的概念和含义，及对A-B二元正规溶体体系性质的影响构成溶体组元之间的相互作用宏观：相互作用能IAB微观：溶剂与溶质原子之间的结合能uAB与同类原子结合能uAA、uBB之间的差值。溶体的性质：溶体的结构稳定性与成分的关系原子排布的有序性11对于稀溶液固溶体二组元体系如何建立两相平衡的组分平衡条件α+β两相平衡时应有345π12TNkCB12简述相转变形核驱动力和相变驱动力的概念，区别及联系相变驱动力：相变过程前后摩尔自由能的净降低量ΔGm=Gm(D)-Gm(C12以G为纵轴，T为横轴时，恒压下，G曲线随温度下降，曲线向为什么上凸？恒压下，自由能与温度的关系曲线二、计算题1、已知Sn（锡）在熔点505K时的熔化热为7070.96J/mol，并有Cp（l）=34.69-9.20X10-3TJ/（molK）Cp（s）=18.49+26.36X10-3TJ/（molK）计算：Sn在绝热容器内过冷到495K时能自动凝固的分数。2、在1大气压、25℃下，（碳摩尔质量为12g）的两种晶体结构（石墨和金刚石）哪种更稳定？计算在25℃由石墨很成金刚石所需要的压强大小。已知H298（石墨）-H298（金刚石）S298（石墨）S298（金刚石）密度（金刚石）密度（石墨）-1899.55J/mol5.74J/molK2.38J/molK3.513g/cm-32.260g/cm-33、金属Ga（镓）熔点为303K，在1atm，固态和合台金属Ga（镓）密度分别为6.08g/cm-3和5.885个/cm-3，HfCal/g，求：增加1atm金属Ga熔点的变化量（1cal=41.293cm-3atm）4、闪锌矿（ZnS）在1700K高温干燥空气流中的赔烧时，出口气韩SO2的体积分数y（SO2）=7%，是判断产物是否为ZnSO4已知1700K，标准大气压下，各物质的摩尔生成吉布斯自由能为：ZnO（s）=-181.167ZnSO4=-394.551SO3（g）=-233.8865、已知A-B二元正规溶液中固溶体a相的相互作用参数I=25.5KJ/Mol，A组元的摩尔自由能为GA0，B组元的摩尔吉布斯自由能为GB0，试写出该体系在温度T=1000K时溶体的摩尔吉布斯自由能与组分的关系式，并计算该温度下的溶解度间歇位置？6、已知Ti-V合金在800℃下的两相平衡成分为Xav=0.02，XB=0.10，是计算该温度下的V奥氏体稳定化参数，以及纯钛的相变自由能7、已知A-B二元体系中，一个成分为XB=0.2合金是a+B两相组织。这时a相的成分Xab=0.3其摩尔自由能G=a，B相的成分为Xb=0.6，摩尔自由能G=b，试求两相合金的摩尔自由能。8、已经测得Fe-V合金的a固溶体成分为XV=0.4，1000℃下V的活度为0.41，试估算相互作用能参数IFeV（提示可以将该固溶体作为正规通体，通过活度定义以及正规溶体的吉布斯自由能与组分关系求解）=Ivf-wnYd7BU6SaqrYoa5LiWzDeYpz1F4N_Q9cRAakvwOBX6sPntL_GpomC-YBomL16t4pGILMfeznE7_EnEM313tYNJLFuuuHQr2DA1V65q&pn=NaN://wenku.baidu.com/view/8285fffc04a1b0717fd5dd69.html://wenku.baidu.com/link?url=mEPDoAYaZ9Q2_gX3gUhpenVV1ktiMUpkU3hHQNTgwnUeYAzIH23YnnSEdoaKEHxlV-_Ghi4VtTWq4ttLe50PYvyEAR4XBmLdrvzPB1eY_Rm材料热力学资料_百度文库=6bBvJnJs5zUvdRWHzS_CmrQUXfpv_Lg6BLOKwv_bbWA8p4ANJnwzNuUW6uzsBH2_0_Csn8ZcKZyrHPlkFPTqm25pClq6YAOmCfQRvzTizySVdPSdTdGSPTG)(定压