材料热力学复习题

《材料热力学》复习题

一、在定压热容C p 的经验表达式中，若使用T 2项来代替T -2项，试导出这时的焓(H)、熵(S)和Gibbs 自由能(G)的表达式。 二、已知液体锌的

()

l p C 为

()K mol J C T C l p •︒-⨯+=-/()8505.419(1081.466.293） 固体密排六方锌的

()

l p C 为

())

/(1005.1113.223K mol TJ C s p •⨯+=-，锌的熔点

为692.6K ，熔化热mol J H /80.6589=∆，求固、液相之间随温度变化的自由

能差值()T G ∆。

三、某化合物A m B 的两种晶体结构分别是α、β，相变稳定为在0.1MPa 压力下为400K ，相变潜热为5.02J·mol -1，相变温度随压力的变化为0.005K·MPa -1，400K 时的密度为1.25g·cm-3，A m B 的相对分子量为120，试求该温度下β相的密度。 四、已知纯Sn 在压力为P MPa 时的熔点T sn 为：T sn ＝238.1＋0.0033（P-0.1）℃ 纯Sn 的熔化潜热为58.8J·g -1，0.1MPa 压力下液体的密度为6.988g·cm-3，试求固体的密度。

五、试用G m-X图解法说明，为什么fcc结构的金属加入铁中后，大多会扩展Fe 的fcc结构相区？而Al（fcc结构）为什么却会封闭Fe的fcc相区？

六、根据相图，绘出T1、T2、T3温度下各相（L、α）摩尔自由能-成分曲线的位置关系。

七、根据相图，绘出T1、T2、T3、T4温度下各相（L、α、β）摩尔自由能-成分曲线的位置关系。

八、试用G m-X图中化学势的图解法，解释为什么有的固溶体中会发生上坡扩散？

九、试用G m-X图解法说明，为什么fcc结构的金属加入铁中后，大多会扩展Fe 的fcc结构相区？而Al（fcc结构）为什么却会封闭Fe的fcc相区？

第六题第七题

十、试根据Einstein热容理论，证明Dulong-Petit经验定律的正确性。

十一、根据固溶体自由能曲线分析固溶体的失稳分解。

十二、已知Cr-W二元合金系中固溶体α相的相互作用参数IαAB＝33.50kJ·mol-1，试计算或列出α相的Spinodal分解曲线及溶解度间隙。

十三、试用摩尔自由能-成分图说明：1）为什么碳素钢在淬火后回火时，渗碳体的粒子越细，其周围的铁素体中的含碳量越高？2）为什么碳素钢的淬火马氏体在200℃以下低温回火时，首先析出的并不是渗碳体而是更富碳的ε碳化物？

十四、试根据Al-Mg二元相图中Mg17Al12在Mg基固溶体（β）中的溶解度数据（见下表），求Mg17Al12的生成自由能。

溶解度(Al)at.% 11 8.2 6.1 4.3 2.9 1.7 十五、经测定Fe-V固溶体（α）在1600K的活度如下表，试用正规溶体近似求Fe-V固溶体α中的相互作用能。

XαV0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

ααV0.014 0.047 0.103 0.188 0.312 0.470 十六、试述Bragg-Williams近似和双亚点阵模型的构建、结论和应用。

十七、试用图解法标出，在某一温度T某一二元过饱和固溶体α在析出另一结构的化合物 时，如何确定相变驱动力和形核驱动力。

十八、谈谈自己对本课程的认识和建议(本问不计分)。