热力学知识点

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1、第一章单组元材料热力学名词解释：1可逆过程2Gibbs自由能最小判据3空位激活能4自发磁化：5熵：6热力学第一定律热力学第二定律7Richard定律填空题1热力学第二定律指出：一个孤立系统总是由熵低的状态向熵高的状态变化，平衡状态则是具有最大熵的状态。2按Boltzmann方程，熵S与微观状态数W的关系式为S=klnW3热容的定义是系统升高1K时所吸收的热量，它的条件是物质被加热时不发生相变和化学反应4α-Fe的定压热容包括：振动热容、电子热容和磁性热容。5纯Fe的A3的加热相变会导致体积缩小6Gibbs-Helmholtz方程表达式是7铁磁性物质的原子磁矩因交换作用而排列成平

2、行状态以降低能量的行为被称为自发磁化论述题1根据材料热力学原理解释为什么大多数纯金属加热产生固态相变时会产生体积膨胀的效应？2试根据单元材料的两相平衡原理推导克拉伯龙（Clapeyron）方程。3试用G-T图的图解法说明纯铁中的A3点相变是异常相变。4试画出磁有序度、磁性转变热容及磁性转变（指铁磁-顺磁转变）自由能与温度的关系曲线。计算题1已知纯钛α/β的平衡相变温度为882OC，相变焓为4142J•mol-1，试求将β-Ti过冷到800OC时，β→α的相变驱动力2若某金属形成空位的激活能为58.2KJ•mol-1，试求在700OC下，该金属的空位浓度。3纯Bi在0.1MPa压

3、力下的熔点为544K。增加压力时，其熔点以3.55/10000K•MPa-1的速率下降。另外已知融化潜热为52.7J•g-1，试求熔点下液、固两相的摩尔体积差。（Bi的原子量为209g•mol-1.第二章二组元相名词解释：溶体：以原子或分子作为基本单元的粒子混合系统所形成的结构相同，性质均匀的相理想溶体：在宏观上，如果组元原子（分子）混合在一起后，既没有热效应也没有体积效应时所形成的溶体。混合物：由结构不同的相或结构相同而成分不同的相构成的体系化合物：两种或两种以上原子组成的具有特定结构的新相溶解度：溶体相在与第二相平衡时的溶体成分（浓度），固溶体在与第二相平衡时的溶解度也成为

4、固溶度。溶解度间隙：溶体的自由能-成分曲线上出现拐点时，溶体的结构稳定性会发生变化，导致同类原子偏聚在一起的失稳分解，从而形成形溶解度的的中断，也称为出现溶解度间隙。有序化：如果原子的相互作用能IAB远小于零，溶体中异类组元的原子更倾向聚合在一起的现象称为有序化。Henry定律：稀溶体的溶质定律。在温度一定时，以A组元为溶剂，B组元为溶质的稀溶体中，溶质的活度系数为常数，Raoult定律：即稀溶体的溶剂定律。当溶质的浓度极低时，溶剂的活度系数近似等于1，即aA=XA填空题1在恒压下，对二元溶体而言，摩尔自由能取决于温度和溶体成分。得出这一结论的原理是吉布斯相律2如果有NA个A原

5、子和NB个B原子构成1mol的理想溶体。设Na为阿伏加德罗常数。则理想溶体的微观状态数W=3混合物摩尔自由能的计算4A、B两组元形成的二元正规溶体，设其Spinodal曲线和溶解度间隙曲线的顶点温度为Ts，相互作用能为IAB，则顶点温度Ts和相互作用能IAB的关系式为5偏摩尔Gibbs自由能就是化学势，二元溶体中i组元化学势的通式为：6溶体中组元的活度ai等于组元的浓度Xi乘以活度系数fi,活度系数产生的原因是相互作用能论述题1试证明混合物自由能服从混合律（Mixturelaw），即混合物的摩尔自由能与两相的摩尔自由能和之间的关系式为式中，、和分别为混合物、α相和β相的成分2试

6、利用在Gm-X图中化学势的图解法，解释为什么有的固溶体当中会发生上坡扩散。计算题1试用正规溶体模型计算一个IAB=16.7KJ•mol-1成分为XB=0.4的二元固溶体，其发生Spinodal分解的上限温度是多少？其发生Spinodal分解的顶点温度Ts又为多少？2某A-B二元正规溶体的IαAB=20KJ•mol-1，试求800K发生Spinodal分解的成分范围第三章二组元材料热力学名词解释：端际固溶体：当合金相的晶体结构保持溶剂组元的晶体结构时，这种合金相就称为一次固溶体。在相图中一次固溶体通常是出于两端，所以又被称作端际固溶体分配比：溶质元素的重要性质，用以判断溶质元素对

7、平衡两相稳定性的影响。定义为：，其中和分别为溶质原子在α和β两相中的平衡成分。区域熔炼：利用液固两相平衡时成分的差异而设计的获得高纯材料的方法。通过移动加热环，让棒状待提纯材料从一端到另一端逐次熔化、凝固，使杂质原子聚集在一端，从而使材料得以提纯相稳定化参数：是分配比的热力学表征。定义为，称作β相稳定化参数填空题：1两相平衡的基本判据即平衡态判据是体系的Gibbs自由能为极小值，即dG=0或G=min在此基础上根据化学势的定义，派生出两相平衡时各组元的化学势必须相等2两相平衡的化学势相等条件