材料热力学复习题
材料热力学习题集
问：1）当混合气体（97%H2O + 3%H2, 体积）在 1000 K 是否能将 Ni 氧化？ 2）现有 Ni-Au 固溶体(XNi = 0.1)。已知在 1000 K 时, 与此合金平衡的氢气体体积
例题 6-8 右图所示是铜和铜铝合金(18 at.% Al)在 700℃温度下扩散退火 38.4 天的浓度分
布曲线。求当 Al 的浓度为 4 at%时，Al 在 Cu 中的扩散系数。
18
Cu - Al
Cu
16
A
14
C , at.% Al
12
k
Matano interface
10
8 mark interface
.
材料热力学上课题目
例 1-1 已知液体铅在 1 个大气压下的热容量 Cp(l)为 Cp(l)=32.43-3.10×10-3T J/(mol·k)，固 体铅的热容量 Cp(s)为 Cp(s)=23.56+9.75×10-3T J/(mol·k)，已知液体铅在熔点(600 K)凝固为固 体时放热 4811.60 J/mol，求液体铅过冷至 590K 凝固为固体时焓的变化。
6
4
2
A
1
0 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10
x
六大 板块
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章
物理化学复习纲要
热力学定律（热力学第一定律、热力学第二定律） 自由能（ΔF、ΔG） 热力学状态函数、关系式及应用 相变热力学 溶液 扩散
.
材料热力学讲义
第一章一、选择题1． 下述说法中，哪一个是错误的？（ ）（A ）系统放出的热量一定等于环境吸收的热量。
(B)系统温度的降低值一定等于环境温度的升高值。
（C ）热力学平衡时系统温度与环境温度相等。
（D ）若两物体分别与第三物体成热平衡，则此两物体的温度相同。
2．下列对可逆过程的描述何者不正确？（ ）（A ）能使系统和环境完全复原的过程。
（B ）在整个过程中系统内都无限接近于平衡态。
（C ）过程进行无限缓慢，环境的温度、压力分别与系统的温度、压力相差甚微。
（D ）一个带活塞储有一定量气体的气缸，设活塞无重量，控制内外压差无限小，缓慢膨胀到终态，再压缩使系统回到原始态。
3． 列宏观过程: (1)101325Pa 、273K 下冰融化为水；（2）气缸中活塞往复运动；（3）NaCl 溶解在水中；（4）水在101325Pa 、373K 下蒸发。
可看作可逆过程的是（ ）。
（A ） （1）（4） （B ）（2）（3）（C ）（1）（3）（D ）（2）（4）4．一绝热容器中有一无摩擦、无质量的绝热活塞，两边各装入等量同温度同压力 的理想气体，左边有一电阻丝缓慢加热（如图），活塞慢慢向右移动。
今以左边气体为系统，其余为环境，则系统有（ ）（A ）Q ＜0，W ＝0，ΔU ＜0（B ）Q ＝0，W>0，ΔU ＞0（C ）Q ＞0，W>0，ΔU ＞0（D ）Q ＜0，W ＝0，ΔU ＞05上题若以两边气体为系统，其余为环境，则有（ ）（A ）Q ＞0，W ＞0，ΔU ＜0（B ）Q ＜0，W ＝0，ΔU ＞0（C ）Q ＜0，W ＜0，ΔU ＝0（D ）Q ＞0．W ＝0．ΔU ＞06．在一个密闭绝热的房间里放置一台电冰箱，将冰箱门打开，并接通电源使其工作，过一段时间之后，室内的平均气温将如何变化（ ）（A ）升高（B ）降低（C ）不变（D ）不能确定7．下述说法哪一种不正确？（ ）（A ）一定量理想气体自由膨胀后，其ΔU ＝0。
热力学复习题及答案
热力学复习题及答案1. 热力学的定义是什么？答：热力学是研究能量转化和能量传递规律的一个物理学分支。
2. 什么是热力学系统？答：热力学系统是指被选定的一部分物质或空间，用于研究热力学性质和过程的对象或范围。
3. 请简要解释热力学过程中的熵变。
答：热力学过程中的熵变指系统熵的变化，代表了系统无序度的改变。
熵增加表示系统的无序度增加，熵减少表示系统的无序度减少。
4. 热力学第一定律是什么？答：热力学第一定律，也称能量守恒定律，表示能量不会被创造或破坏，只能从一种形式转化为另一种形式，能量的总量保持不变。
5. 温度和热量有什么区别？答：温度是物体分子运动的程度，用来衡量热力学系统的热平衡状态。
热量是能量的传递形式，表示因温度差而引起的能量传递。
6. 请解释等温过程和绝热过程。
答：等温过程是指系统与外界保持恒定温度的热力学过程。
绝热过程是指系统与外界无能量交换的热力学过程。
7. 热力学循环是什么？答：热力学循环是指能量转化过程中系统从一个状态经过一系列过程最终回到原来状态的过程。
8. 请解释热力学可能性原理。
答：热力学可能性原理，也称热力学第二定律，表示任何孤立系统都不可能完全转化热能为有效的功。
9. 热力学第三定律是什么？答：热力学第三定律，也称绝对温标定律，指出在绝对零度（0K）下，所有物质的熵可以达到最低值，即熵的极限为零。
10. 请解释吉布斯自由能。
答：吉布斯自由能，简称G，是热力学系统在等温等压条件下的可用能量。
它在化学平衡时取最小值，可用于预测化学反应的方向。
材料热力学习题答案
材料热力学习题答案
材料热力学学习题答案
热力学是物理学的一个重要分支，研究物质的热量和能量转化规律。
在学习热
力学的过程中，我们常常会遇到各种各样的学习题，通过解答这些学习题，我
们可以更好地理解热力学的知识，提高自己的学习能力。
1. 热力学第一定律是什么？请用数学公式表示。
答案：热力学第一定律是能量守恒定律，即能量不会自发地产生或消失，只能
从一种形式转化为另一种形式。
数学公式表示为ΔU = Q - W，其中ΔU表示系
统内能的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外做功。
2. 什么是热容？如何计算物质的热容？
答案：热容是物质单位质量在单位温度变化下吸收或释放的热量。
物质的热容
可以通过公式C = Q/mΔT来计算，其中C表示热容，Q表示吸收或释放的热量，m表示物质的质量，ΔT表示温度变化。
3. 什么是热力学循环？请举例说明一个热力学循环的应用。
答案：热力学循环是指一定物质在一定压力下，经过一系列的热力学过程后，
最终回到初始状态的过程。
一个常见的热力学循环是卡诺循环，它被广泛应用
于蒸汽发电厂和制冷系统中。
通过解答这些学习题，我们可以更加深入地理解热力学的知识，掌握热力学的
基本原理和计算方法。
希望大家在学习热力学的过程中能够勤加练习，提高自
己的学习能力，为将来的科学研究和工程实践打下坚实的基础。
材料热力学习题解答
《材料热力学》复习思考题解答3. 在1560℃时，C 在液态铁中的活度系数和偏摩尔超额焓由下列式表示： 2l n 0.37711.7c C C X X γ=-++25.415.017.25E C C C H X X =++(K Cal) 其标准态为纯石墨，计算1560℃时液相与石墨平衡的相线的斜率。
解：以石墨为标准态时，C 在液态铁中的化学位为：l n (1)LC CC R T a μμ=+ 石墨 当液相与石墨平衡时，L C Cμμ=石墨。
即ln 0C α=。
又ln ln ln C C C X αγ=+ln ln 0(2)C C X γ∴+=由(2)式得：平衡时0.2067C X =两边取微分得：(ln )(ln )1[](1/)[]0(1/)C C C X T C C C C d T dX dX T X X γγ∂∂++=∂∂ (ln )[](1/)ln ln 1(1/)[()]1()CC X EC C C C C T C TC C CdX H X T d T R X X X X γγγ∂-∂∴==⋅∂∂-++∂∂2(5.415.017.25) 4.1810000.20678.311(723.4)278.6C C CC X X X X ++⨯⨯=-⋅++=- 2C dX T dT=-CdX 又d(1/T)5221278.68.310(1560273)C dX dT T -∴=-==⨯+C dX d(1/T) 1()K - 4. 在1000K 时，A-B 二元溶液中，当0.01B X =时，0.1B a =。
在盛有大量A 的量热计中加入少量的B 组元时，测得吸热7000Cal/mol ，假定2ln ln B A B X γγ=。
求1500K 时，当0.02B X =时，B 组元的活度。
解：在1000K 时，当0.01B X =时，0.1B a =0.1100.01B γ∴== 又022ln ln10ln 2.3490.99B B A X γγ=== 又ln [](1/)ii P H R T γ∂∆=∂15001500010001000l n (1/)BBH d d T Rγ∆∴=⎰⎰1500100011[ln ][ln ]()15001000B B B H R γγ∆∴=+-7000 4.18112.349()8.31150010001.175⨯=+-= 202l n (l n )0.981.175B A B X γγ∴==⨯ 1.128= l n 3.09B γ∴= 3.090.020.0B B B a X γ==⨯=7. 若A-B 二元合金系在液、固态两组元均能无限互溶，且均为理想溶液。
材料热力学考试习题
材料热力学考试习题6、10个小球分配在4个完全相同的容积中，试求4个小容积中各分得3、2、0、5个小球的微观状态数为多少？7、由5个粒子所组成的体系，其能级分别为0、、2及3，体系的总能量为3试分析5个粒子可能出现的分布方式；求出各种分布方式的微观状态数及总微观状态数。
8、有6个可别粒子，分布在4个不同的能级上(、2、3及4)，总能量为10，各能级的简并度分别为2、2、2、1，计算各类分布的j及总。
9、振动频率为的双原子分子的简谐振动服从量子化的能级规律。
有N个分子组成玻耳兹曼分布的体系。
求在温度T时，最低能级上分子数的计算式。
10、气体N2的转动惯量I=1.39410-46kgm2，计算300K时的qJ。
11、已知NO分子的=2696K，试求300K时的q~如12、已知下列各双原子分子在基态时的平均核间距r0及振动波数下：分子H2O2COHIr0/10-10m0.7511.2111.1311.615~/(0.01m)-14395158021702310计算各分子的转动惯量、J及13、计算300K时，1molHI振动时对内能和熵的贡献。
14、在298K及101.3kPa条件下，1molN2的qt等于多少？15、在300K时，计算CO按转动能级的分布，并画出分子在转动能级间的分布曲线。
16、计算H2及CO在1000K时按振动能级的分布，并画出分子在振动能间的分布曲线；再求出分子占基态振动能级的几率。
17、已知HCl在基态时的平均核间距为1.26410-10m，振动波数~=2990m。
计算298K时的Sm-118、证明1mol理想气体在101.3kPa压力下qt=bLM3/2(T/K)5/2(b为常数)19、计算1molO2在25C及101.3kPa条件下的Gm、Sm及Hm。
设U0等于零。
20、已知300K时金刚石的定容摩尔热容CV,m=5.65Jmol-1K-1，求E及21．已知300K时硼的定容摩尔热容CV,m=10.46Jmol-1K-1，求(1)D；(2)温度分别为30K、50K、100K、700K、1000K时的CV,m值；(3)作CV,m值T图形。
材料热力学复习思考题(2013)
复习思考题：1． 简述化学热力学的理论体系以及它的局限性。
2． 简要说明热、功的定义。
并说明二者的区别和联系；热是体系与环境之间因温度有差别尔进行交换或传递的能量；功是除热以外其他能量的宏观传递形式；功与热都不是体系的性质，与过程有关。
在微观上，热是通过分子无序运动实现的，功则是通过分子定向运动完成的。
3． 什么是状态函数，状态函数有哪些特点？体系的状态不变，则体系的各种性质也不变。
当体系得状态发生变化，它的一系列性质也随之改变。
改变多少，只取决于体系得开始和终了状态而与变化途径无关。
无论经历多复杂的变化，只要体系复原，这些性质也复原，具有这样特性的物理量称为状态函数。
状态函数的特点：（1）单值性。
（2）“异途同归，值变相等。
”（3）“周而复始，数值还原”（4）状态函数的增量在数学上可用全微分表示（具有全微分的性质）。
4． 通过体系与环境的关系，说明敞开体系、封闭体系和孤立体系；体系指划分出来作为研究的对象的那部分称为体系（或称为物系和系统）。
环境则指体系以外与体系密切相关、影响所及的部分。
有体系和环境之间的关系可将体系分为三种类型：敞开体系：与环境既有质量交换又有能量交换的体系；封闭体系：与环境无质量交换但有能量交换的体系；孤立体系：与环境既无质量交换又无能量交换的体系。
5． 举例说明强度性质和广度性质；强度性质与体系的数量无关，不具有加和的性质，如温度、压力等；广度性质与体系的数量有关，在一定条件下具有加和性，如体积、内能等。
6． 写出基尔霍夫公式，说明其应用；7． 熵既然是状态函数，它的变化与过程性质无关。
为什么熵变又能作为过程性质的判据？首先，熵变能作为过程性质的判据，其前提是适用于绝热体系或孤立体系，此时δQ=0。
其次，有柯劳修斯不等式dS ≥δQ/T 的可逆性可知，熵值本身虽然与过程性质无关，因熵是状态函数，但熵变dS 值与实际发生过程中的热温熵有关；在可逆过程中熵变等于热温商，在不可逆过程中熵变大于热温商。
材料热力学与动力学复习资料 课后习题.
10. [ 形核驱动力 ] 碳钢淬火马氏体在进行低温回火时，并不析出该温度下的稳定碳化物Fe3C(θ, 而是首先析出一种碳含量更高的亚稳碳化物相 Fe2.3-2.5C(ε，试分析原因 - 从淬火马氏体低温回火析出和形核驱动力图示可以看出，成分为的过饱和固溶体(淬火马氏体中析出碳化物的相变驱动力实际上比相的相变驱动力要小些。
但是决定那种碳化物优先析出的并不是相变驱动力，而是形核驱动力。
11. [析出相的表面应力效应]在固态相变初期析出的第二相α一般与基体相β 呈共格状态，从表面张力导致的附加压力的角度分析其原因。
假定共格态的表面能(张力为 0.01 J/m2, 半共格态为 0.1 J/m2, 完全非共格态的表面张力为 1 J/m2, 试计算从α 基体相中析出直径为 10 nm 的β 相(球形在上述三种状态下的附加压应力。
P 2 / r - 在压力作用下，其自由能提高为 Gibbs-Thomson 公式： Gm Gm (0 P Vm d 2Gm dxB 2 dX B P Vm XB XB d B A X B X B dx B 2 Vm (1 X B XB r XB XB RT 2 I AB (1 X B X B 12. 假定 H 由纯铁素体和奥氏体组成的双相合金中进行扩散，相区宽度如右图所示。
a1 和 a2 分别表示 H 在单相区边界的活度，ai 表示 H 在/相界的活度；H 在两相中的活度系数为 H 和 H，H 在两相中的体积浓度为 CH 和CH，已知梯度的驱动下发生扩散。
H H 。
H 在活度 ai xi / i JH JH a1 a2 l H l H D D - 对于双相合金的扩散，哪一相对 H 的扩散阻力大，那么该相将对 H 的扩散起控制作用。
已经知道，在相同温度下，H 在相中的扩散系数远大于在相中的扩散系数 DH (100 倍以上，因此扩散作用主要取决于相。
DH。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《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)。