材料热力学复习提纲
材料热力学知识点
材料热力学知识点第一章单组元材料热力学名词解释：1 可逆过程2 Gibbs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7 Richard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4 α-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6 Gibbs-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882O C，相变焓为4142J?mol-1，试求将β-Ti过冷到800O C 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700O C 下，该金属的空位浓度。
3纯Bi在0.1MPa压力下的熔点为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。
材料热处理复习提纲
基本概念：晶体晶格晶胞点阵阵点晶系组元相组织固溶体固溶强化置换固溶体间隙固溶体金属间化合物间隙相晶格畸变偏聚有序晶体缺陷空位肖脱基空位弗伦克尔空位间隙原子置换原子刃型位错螺型位错柏氏矢量晶粒晶界晶界内吸附亚晶亚晶界小角度晶界大角度晶界堆垛层错相界共格界面半共格界面非共格界面过冷过冷度形核率近程有序远程有序结构起伏浓度起伏能量起伏均匀形核非均匀形核有效形核温度光滑界面粗糙界面相图相律匀晶转变匀晶相图宏观偏析枝晶偏析晶内偏析异分结晶同分结晶平衡结晶不平衡结晶成分过冷共晶反应伪共晶离异共晶不平衡共晶包晶反应包晶偏析缩孔疏松铁素体奥氏体珠光体渗碳体一次渗碳体二次渗碳体三次渗碳体莱氏体变态莱氏体索氏体屈氏体马氏体回火马氏体回火索氏体回火屈氏体魏氏体共析钢亚共析钢过共析钢共晶白口铁亚共晶白口铁过共晶白口铁脱溶成分三角形直线定律重心定律刚度滑移攀移滑移面滑移带滑移方向滑移系多滑移交滑移取向因子软位向硬位向孪生孪晶Hall-Petch公式细晶强化形变织构回复再结晶多边形化动态回复动态再结晶超塑性二次再结晶固态相变一级相变二级相变重构型相变位移型相变无扩散相变快型转变惯析面调幅分解Ostwald熟化板条马氏体片状马氏体上贝氏体下贝氏体CCT曲线TTT曲线回火回火脆性残余奥氏体退火完全退火球化退火扩散退火去应力退火再结晶退火重结晶退火正火淬火淬透性淬硬性回火低温回火中温回火高温回火渗氮渗碳碳氮共渗调质时效沉淀强化时效强化重点掌握：为什么过渡族金属的原子间结合力特别强，表现为高熔点，高强度。
为什么金属具有光泽、延展性及正的电阻温度系数、导电性及导热性。
简单晶体结构（bcc和fcc）配位数、致密度的计算以及晶向和晶面指数的标定。
影响固溶度的因素有哪些。
为什么碳在γ-Fe中的溶解度较其在α-Fe中的溶解度大。
点缺陷的分类。
线缺陷的分类、运动及其各自的特点。
面缺陷的分类。
均匀形核临界形核半径、形核功的计算及推导。
影响形核率的因素。
热力学总复习提纲
2020/8/4
5
1-3 平衡状态
定义: 在没有外界影响（重力场除外）的条件下，热力系的宏观状况不随 时间变化的状态。
平衡条件: 系统内部及系统与外界之间各种不平衡势差(温差、压力差、化学反 应)的消失。 热平衡 力平衡 化学平衡
1-4 状态参数之间的关系
• 对于一个和外界只有热能和机械能交换的简单热力系来说，只要给出 两个相互独立的状态参数就可以确定其状态。
2020/8/4
S 0 Sf 0
Sg 0 Sg 0 Sg 0
Sg 0
21
5-1 一元稳定流动的基本方程
在任意气体中声速可表示为
cs pv
对理想气体
cs 0RgT
5-2 喷管中气流参数的变化
喷管——利用气体压降使气流加速的管道 即 dc >0
在喷管中随着气体流速的增加，即dc>0，气体状态的变化为： 气体的焓和压力降低而比体积增大，即dh＜0、dp＜0、dv＞0
4、有熵产的过程必然是不可逆过程。 （√）
5、封闭系统的熵增加一定是吸收了热量。 ( )
6、封闭系统的熵减少一定是释放了热量。（√）
2020/8/4
20
熵变和熵流、熵产
dSdSf dSg SSf Sg
任意不可逆过程 S 0
Sf
0
可逆过程 不可逆绝热过程
SSf
0
S 0 Sf 0
可逆绝热过程
q(u2u1)w q(h2h1)wt
q (h 2 h 1 ) 1 2 (c 2 2 c 1 2 ) g (z2 z1 ) w sh
注意：稳定流动的概念或特点！
2020/8/4
10
2020/8/4
11
高教五版高数(经济类)热力学复习大纲(新教材)随堂讲义
答：因为理想气体的热力学能和焓为温度的单值函数，只 要温度变化相同，不论经历任何过程其热力学能和焓的变 化都会相同，因此，所给第一组公式对理想气体的任何过 程都是适用的；但是第二组公式是分别由热力学第一定律 的第一和第二表达式在可逆定容和定压条件下导出，因而 仅分别适用于可逆的定容或定压过程。就该组中的两个公 式的前一段而言适用于任何工质，但对两公式后一段所表 达的关系而言则仅适用于理想气体。
状态的判断、喷管形状的确定，出口流速和流 量的确定）
绝热节流
– 理想气体和实际气体的节流过程有什么区别。
– 绝热节流的特征（不可逆、节流过程前后，气 体的参数变化）
– 节流的几种功能
第十章 气体动力循环
概念：
– 各种循环的构成； – P-v图和T-s图； – 提高循环热效率的基本方法，回热的基本思路
答：可以。熵是状态参数，只要初、终 状态相同，不论经历何种过程工质的熵 变应相同，因此以上4式对理想气体的任 何过程都适用。
第4章 对于理想气体的任何一种过程,下列两组公式是否都适用：
u cv (t2 t1) h cp (t2 t1)
q u cv (t2 t1 ) q h cp (t2 t1 )
损失） –特别注意非理想气体的熵变计算问题，例如习题5-15
、5-16、 5-17
可用能（火用）：
–热流火用、热力学火用、物流火用和焓火用的计算。
特别注意几点：
– 遇到判断过程的方向性、过程的可逆与否、 过程（循环）的可能性、参数的可能性等等 都用热力学第二定律的表达式来判断。
– 遇到求可用能损失，就求孤立系熵增或过程 熵产，然后乘上环境温度。
蒸气制冷循环（图、分析）
材料热力学知识点
1.热力学第一定律（能量守恒与转换）：自然界的一切物质具有能量，能量有各种不同的形式，能够从一种形式转化为另一种形式，在转化过程中，能的形式可以转化但能量总值不变。数学表达式为：△U=Q+W 物理意义：体系内能的增量等于体系吸收的热量减去体系对环境作的功，包括体系和环境在内的能量守恒。热力学第一定律解决的问题：隔离体系的能量守恒与能量转换的问题。
解:设体系为1mol Sn；其中x mol凝固为固体，(1-x )mol仍为液体，此时505K两相共存
按路径a→b→c因体系绝热，H值恒定(ΔHa→c=0)
∴ΔH a (液, 495K)→b(液, 505K) -x·ΔH m(505K) = 0
ΔH m(505K) =7070.96J/mol
13.1mol过冷水在-100C，1Pθ，变成冰，求其熵变，是否与熵增原理矛盾。已知:水的ΔfusHθm=6.004KJ·mol-1
相变驱动力：相变过程前后摩尔自由能的净降低量。
表面张力：促使液体表面收缩的力
析出相的表面张力效应：从过饱和固溶体中析出的第二相通常都是很小的粒子，具有很高的表面比率和很小的曲率半径。所以必须重视表面张力所产生的影响。
8.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？
2.热力学第二定律（不能把热从低温物体传给高温物体而不引起其他变化）：即熵增原理，对于隔离体系，如果发生不可逆变化，其熵将增加，直至平衡态。热力学第二定律能解决的问题：隔离体系中能量守恒和能量转换过程变化的可能性及其限度问题，变化的可能性就是过程的方向问题，而限度就是平衡问题。
3.热力学第三定律：在热力学温度（F=0 k）时，一切完美晶体的熵值S等于零，limS=0(T→0)。
《材料物理化学》复习大纲
《材料物理化学》考研复习重点
第一章热力学基础
1、热力学第一定律及其对与理想气体的应用
单纯PVT变化以及相变化过程中的状态函数的改变量ΔU、ΔH、ΔS、ΔG的计算以及W、Q的计算
2、热力学第二定律及其应用
熵的概念以及熵变的计算；
热力学函数之间的关系。
3、多组分体系热力学
第二章相平衡与相变
1、相律
2、三元体系相图的分析
第三章化学平衡
1、化学反应系统的吉布斯函数
2、化学平衡常数与平衡组成的计算
3、标准摩尔反应吉布斯函数的计算以及影响化学平衡的因素
第四章电化学
1、电解质溶液导电机理
2、可逆电池电动势及其应用
第五章界面现象
1、掌握界面张力的概念
2、熟悉固体吸附及其在材料科学中的应用
3、了解浸润与粘附
第六章胶体
1、溶胶的基本性质
2、胶体的制备与凝胶过程
3、掌握溶胶-凝胶技术在材料科学中的应用
第七章材料动力学
1、化学反应的反应速率计算以及反应速率方程
2、掌握固相反应的基本特征、反应动力学以及固相反应影响因素
参考书目:《物理化学》上下，傅献彩等主编高等教育出版社，第5版。
最新-热学复习提纲 精品
热学复习提纲一．分子热运动 能量守恒1．物质是由大量的分子组成的：分子的大小：直径数量级：1010m ；质量数量级：10-26~10-24kg 分子质量：m=AN 摩尔质量分子数物体质量= 分子平均占有空间：A N v 摩尔体积分子数物体体积== （对固体和液体来讲可近似的认为等于分子体积）2．分子永不停息的做无规则的运动：扩散现象：无规则 可以终止。
可以认为是分子的运动。
布朗运动：无规则 永不停息。
并不是分子的运动，而是固体颗粒的运动，只是反映了分子无规则的运动。
3．分子间存在引力和斥力： r=r o ,f 引=f 斥 分子间作用力为0（分子间作用力指合力） r>r o ,f 引>f 斥 分子间作用力表现为引力。
r<r o ,f 引<f 斥 分子间作用力表现为斥力。
▲ 随r 的增大（减小），引力和斥力都减小（增大），只是斥力总比引力变化的快。
4．内能：分子动能：温度是分子平均动能的标志，温度越高分子平均动能越大分子总动能=分子平均动能×分子数分子势能：分子势能与分子间相对位置有关，从宏观上讲是与物体体积有关。
分子势能的变化情况：分子力做正功，则分子势能减小；分子力做负功，则势能增大。
可参考重力势能的变化与重力做功之间的关系来理解。
具体来讲分为以下两点：1）当r>r o 时，分子间作用力表现为引力，r 增大时，引力做负功，势能增大。
2）当r<r o 时，分子间作用力表现为斥力，r 增大时，斥力做正功，势能减小。
5．内能的变化：改变内能的两种方式：做功 热传递。
热力学第一定律：W Q U +=∆ 其中各量的物理意义如下：①若物体对外做功，则W<0；若外界对物体做功，则W>0。
若研究对象是气体，则注意：气体体积膨胀，则气体对外做功；若气体体积收缩，则外界对气体做功。
②若物体对外放热，则Q<0；若物体从外界吸热，则Q>0③U ∆>0则表示物体内能增加，U ∆<0则表示物体内能减少。
(完整word版)材料热力学知识点总结
材料热力学知识点总结一. 名词解释1. 标准态:一般将一个组元在一个大气压下和所研究的温度下的稳定状态选为标准态,这样，在室温下的铁，水银和氧气的标准态即为一个大气压下的体心立方结构,一个大气压下的液体及一个大气压下的双原子气体.//近年来,SGTE 组织已推出使用一种SRE 标准态，即规定在1＊105Pa 压力下，298。
15K 时元素的稳定结构为标准态//人们也可能不取稳定的结构来作为组元的标准态.例如：可取气体的水作为298K 时的标准态,而不以液态作为标准态，或者以铁的fcc 结构(奥氏体)作为298K 时的标准态而不以bcc 结构（铁素体）作为标准态，标准态也可能是个虚拟的状态，这个状态并不实际存在而仅仅是理论上的设定.通过这样的设定，可有利于计算体系的性质。
2. 状态函数:试定义一个函数性质为A ，在状态1时，有值A1，在状态2，有值A2,不管实行的途径如何,A 在两态之间的差值dA=A2—A1，A 即称为状态函数,其微分为全微分。
3. 比热： 体系的比热是指体系在恒压下每克的热容量。
4. 热容量:给体系所加的热量或从体系抽出的热量和体系温度改变之比,即:TQC ∆=。
5. 自发过程:从不平衡态自发的移向平衡态的过程称为自发过程6. 吉布斯自由能:一个封闭体系当状态微量改变时,则W Q dU δδ+=,在恒温恒压下，令G=U+PV-TS ，即dG=dH —TdS 或者dG=dU+PdV —TdS ，G 即为吉布斯自由能。
7. 亥姆霍兹自由能:在恒温恒容时，令F=U-TS ，dF=dU-TdS,其中F 称为Helmholz 自由能。
8. 配置熵:当不计混合热（熔解热）时，由于不同原子互相配置（混合）出现不同组态而引起的熵值的增加,称为配置熵。
9. 振动熵:当两种大小不同的原子互相混合时,除因出现各种排列组态引起配置熵外，还由于排列很不紧密，因而增加振幅而引起振动熵。
10.磁性熵:由自旋电子引起的混乱度或熵。
- 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)。
（2）金属晶体在某一温度下的平衡空位浓度 推导及计算
a)掌握公式推导； b)计算（注意单位转换）、及温度影响分析。
（3） Richard规则，trouton规则。
单组元相平衡规律描述(P, T)－Clausius-Clapeyron方程
二组元相
（1）理想溶体近似和正规溶体近似的定义及特点； （2）理想溶体近似和正规溶体近似摩尔自由能的描 述及由来； （3）溶体的微观不均匀性分为哪几种？ （4）混合物自由能公式的推导 （5）化学势的定义及物理意义 （6）化学式与摩尔自由能的关系 （7） 利用正规溶体近似，求出溶体化学势的具体表 达式 （8） 活度的定义 （9）稀溶液两个定律
材料热力学
江苏大学 材料科学与工程学院
材料热力学复习提纲
单组元材料热力学
（1）纯金属固态相变的体积效应热力学解释；
（2）晶体中热空位浓度推导及计算； （3） Richard规则，trouton规则；
（4）两相平衡
（1）纯金属固态相变的体积效应热力学解释；
热力学解释：
G H TS
在低温时，TS项的贡献很小，G主要决定于H项。 H疏排 > H密排，→G疏排 > G密排。低温下密排相是稳定相。 在高温下，TS项的贡献很大，G主要决定于TS项。 S疏排 > S密排，→ G密排 G疏排 。高温下疏排相是稳定相。
二组元材料热力学
1 两相平衡的判据及热力学条件 2 公切线法则 3 第二相为纯组元、化合物的溶解度公式的推导 4 溶质元素的分配比
相变热力学
（1）相变概述及分类； （2）马氏体相变平衡； （3）描述晶间偏析。