材料热力学知识点
初中物理热学知识点总结

初中物理热学知识点总结一、热现象的基础知识1. 温度:物体冷热程度的物理量,通常用摄氏度(℃)、华氏度(℉)或开尔文(K)表示。
2. 热量:物体内部分子热运动的总能量,单位是焦耳(J)。
3. 热传递:热量从高温物体传递到低温物体的过程,方式有导热、对流和辐射。
二、热量的计算1. 比热容:单位质量的物质升高或降低1摄氏度所需的热量,单位是J/(kg·℃)。
2. 热容量:物体升高或降低1摄氏度所需的热量,单位是焦耳(J)。
3. 热传递公式:Q = mcΔT,其中Q是热量,m是物质的质量,c是比热容,ΔT是温度变化。
三、热膨胀和冷缩1. 热膨胀:物体受热后体积膨胀的现象。
2. 膨胀系数:物体温度每变化1摄氏度,体积变化的比率。
3. 应用:铁路铺设、桥梁建设中的伸缩缝设计。
四、相变1. 熔化:固体变成液体的过程,需要吸收热量。
2. 凝固:液体变成固体的过程,会放出热量。
3. 沸腾:液体在一定温度下变成气体的过程,此时温度称为沸点。
4. 冷凝:气体在一定温度下变成液体的过程,会放出热量。
五、热机1. 内燃机:通过燃料在发动机内部燃烧产生动力的机械。
2. 热效率:热机将热量转化为有用功的效率。
3. 卡诺循环:理想热机的四个过程,包括等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩。
六、热力学定律1. 第一定律:能量守恒定律,即能量不能被创造或消灭,只能从一种形式转换为另一种形式。
2. 第二定律:熵增原理,即在一个封闭系统中,总熵(代表无序度)不会减少。
3. 第三定律:当温度趋近于绝对零度时,所有纯净物质的熵趋近于一个常数。
七、热学实验1. 温度计的使用:测量温度的工具,有水银温度计、酒精温度计等。
2. 热量计的使用:测量物质在相变过程中吸收或放出热量的实验装置。
3. 热膨胀实验:观察并测量物体在受热后长度的变化。
八、热学在生活中的应用1. 保温材料:减少热量流失,用于建筑、服装等领域。
2. 制冷设备:通过制冷剂的相变过程,降低物体的温度。
高中物理选修3-3知识复习提纲:第十章 热力学定律(人教版)

高中物理选修3-3知识复习提纲:第十章热力学定律(人教版)高中物理选修3-3知识点总结:第十章热力学定律(人教版)冷热变化是最常见的一种物理现象,本章主要将的就是热力学的有关问题,其中热力学的第一和第二定律是比较重要得,对于能量守恒定律必须要深刻的理解。
考试的要求:Ⅰ、对所学知识要知道其含义,并能在有关的问题中识别并直接运用,相当于课程标准中的“了解”和“认识”。
Ⅱ、能够理解所学知识的确切含义以及和其他知识的联系,能够解释,在实际问题的分析、综合、推理、和判断等过程中加以运用,相当于课程标准的“理解”,“应用”。
要求Ⅰ:热力学第一定律、能量守恒定律、热力学第二定律、热力学第二定律的微观结构等内容。
要求Ⅱ:这一章这项要求考察比较少。
知识网络:内容详解:一、功、热与内能●绝热过程:不从外界吸热,也不向外界传热的热力学过程称为绝热过程。
●内能:内能是物体或若干物体构成的系统内部一切微观粒子的一切运动形式所具有的能量的总和,用字母U表示。
●热传递:两个温度不同的物体相互接触时温度高的物体要降温,温度低的物体要升温,这个过程称之为热传递。
●热传递的方式:热传导、对流热、热辐射。
二、热力学第一定律、第二定律●第一定律表述:一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所作的功的和。
表达式uWQ符号+-W外界对系统做功系统对外界做功Q系统从外界吸热系统向外界放热u系统内能增加系统内能减少●第二定律的表述:一种表述:热量不能自发的从低温物体传到高温物体。
另一种表述:(开尔文表述)不可能从单一热库吸收热量,将其全部用来转化成功,而不引起其他的影响。
●应用热力学第一定律解题的思路与步骤:一、明确研究对象是哪个物体或者是哪个热力学系统。
二、别列出物体或系统(吸收或放出的热量)外界对物体或系统。
三、据热力学第一定律列出方程进行求解,应用热力学第一定律计算时,要依照符号法则代入数据,对结果的正负也同样依照规则来解释其意义。
《物理化学》知识点汇总

《物理化学》知识点汇总热力学系统:热力学系统是指热力学研究的对象,是物质或物质的集合体。
状态:状态是指热力学系统中物质的宏观性质及其变化的状态。
热力学第一定律:能量守恒定律在热力学中的表现形式,它说明能量不能被创造或消失,只能从一种形式转化为另一种形式。
能量守恒:能量既不能被创造也不能被消失,它只能从一种形式转化为另一种形式。
热力学第二定律:热力学中描述自然过程方向性的定律,它表明,在一个封闭系统中,自发过程总是向熵增加的方向进行。
熵增:在封闭系统中,自发过程总是向熵增加的方向进行,也就是说,系统总是朝着更大的混乱状态发展。
相平衡:在热力学中,相平衡是指不同物相之间达到的平衡状态。
化学平衡:在化学反应中,反应物和生成物之间达到的平衡状态。
化学动力学:研究化学反应速率以及反应机制的科学。
表面化学:研究表面吸附、表面反应等表面现象的化学分支。
胶体分散系:由一种或多种物质在另一种物质中分散而成的系统。
以上是《物理化学》中的一些重要知识点,这些知识点是理解物理化学概念和应用的基础。
在学习过程中,需要不断巩固和深化对这些知识点的理解,以更好地掌握物理化学这门学科。
《经济法基础》是会计专业技术资格考试中的一门科目,主要考察考生对经济法相关知识的掌握程度和应用能力。
考试内容涉及广泛,包括经济法的基本概念、市场主体、市场秩序、宏观调控、劳动法等。
考试形式为闭卷、笔试,考试时间为90分钟。
经济法的基本概念:经济法的定义、特征、原则等。
市场主体:各类企业、个体工商户、农村承包经营户等市场主体的设立、变更和终止的相关法律规定。
市场秩序:市场竞争、市场准入、市场退出等方面的法律规定。
宏观调控:产业政策、财税政策、货币政策等宏观调控手段的法律规定。
劳动法:劳动者的权利和义务,劳动合同的签订和履行,劳动安全卫生、社会保险等方面的法律规定。
经济法涉及的法律法规众多,需要考生具备较为扎实的法律基础。
考试内容涉及面广,考生需要全面掌握各个方面的知识。
材料科学基础复习知识点

1 简述刃型位错和螺型位错的区别答:不同点:1、柏氏矢量b垂直于位错线是刃型位错,b平行于位错线是螺型位错。
2、对刃型位错外加作用力F与外加切应力t一致,对螺型位错F与t垂直 3、刃型位错由于b 垂直于位错线,所以具有唯一的滑移面,而螺型位错的b平行于位错线,所以滑移面不是唯一的。
4、刃型位错的应力场既有正应力也有切应力,而螺位错的应力场只有切应力没有正应力。
5、刃型位错既能滑移又能攀移,螺位错只能滑移不能攀移。
6,刃型位错可以形成对称倾侧晶界螺型位错可形成扭转晶界。
相同点:1.都是已滑移与未滑移的交线。
2,当位错线沿滑移面滑过整个晶体时,就会在晶体表面沿柏氏矢量方向产生一个滑移台阶,其宽度等于柏氏矢量b。
常见晶体缺陷各举一例位错运动方式面心立方金属不全位错有哪些?位错线是什么?位错增殖机制:假定有一两端扎钉的位错线段AB,在t作用下AB受F=tb作用,所以AB发生滑移,但AB 固定所以AB发生弯曲当r=r(min) 位错线在t的作用下不断扩展,当位错线m,n点相遇时彼此抵消,原来整根位错线断成两部分外部是一个封闭的位错环里面是一段位错线AB,在t的作用下位错环不断向外拓展,AB不断重复上述过程,结果便放出大量位错环造成位错的增值。
扭折:位错交割生成的小曲折线段与原位错线在同一滑移面上。
割阶:位错交割生成的小曲折线段与原位错线不在同一滑移面上。
固熔体:是固态下一种组元熔解在另一种组元中形成的新相,其特点是固熔体具有熔剂组元的点阵类型。
相:是指在任一给定的物质系统中,具有同一化学成分,同一原子聚集状态和性质的均匀连续组成部分。
置换固熔体:熔质原子占据熔剂点阵的固熔体。
间隙固熔体:是由那些原子半径小于0.1mm的非金属元素熔入到熔剂金属晶体点阵的间隙中所形成的固熔体中间相:金属与金属,或金属与类金属之间所形成的化合物统称为金属间化合物。
由于它们常处在相图的中间位置上,故又称中间相。
间隙相:当非金属原子半径与过渡金属原子半径之比(Rx/RM)<0.59时化合物具有比较简单的结构称为简单间隙化合物,又称间隙相。
九年级上册热学知识点

九年级上册热学知识点热学是物理学中的一个重要分支,主要研究物体的热现象和热量传递。
九年级上册热学的内容主要包括热传递、热力学和热性质等方面的知识。
下面将详细介绍这些知识点。
1. 热传递热传递是指物体内部或不同物体之间的热量传递过程。
主要有三种途径:传导、对流和辐射。
- 传导:热能通过物体内部的分子间相互碰撞传递。
传导热量的大小与物体的导热性质有关,如金属导热性好,而绝缘材料导热性差。
- 对流:热传递通过流体的运动来实现。
液体和气体是良好的传热介质。
对流热传递除了与传热介质的温度差有关外,还与流体的流速和流体性质有关。
- 辐射:热能以电磁波的形式传播,无需介质。
辐射热传递与物体的温度和物体表面的发射率有关。
2. 热力学热力学是研究热与功之间转化以及热现象与物质性质之间关系的学科。
重要的热力学内容包括热容、焓和热力学第一定律。
- 热容:物体在温度变化时吸收或释放的热量与温度变化的关系。
物体的热容量取决于物体的质量和物质的性质。
- 焓:表示单位质量物质的内能和对外界做的功的总和。
焓变描述了物体从一种状态变为另一种状态时所吸收或释放的热量。
- 热力学第一定律:能量守恒定律在热学中的表述。
即热量的增加等于物体的内能增加和对外做功之和。
3. 热性质物质的热性质是指物质在不同温度下表现出的性质。
主要包括热膨胀、相变和比热容等。
- 热膨胀:物体在受热时由于分子热运动的加剧而体积扩大的现象。
热膨胀系数用于描述物体体积随温度变化的情况。
- 相变:物质在一定温度下由于吸热或放热而发生状态的变化。
主要有固体的熔化和凝固,液体的沸腾和凝结,以及气体的液化和气化等。
- 比热容:物质单位质量在温度变化时所吸收或释放的热量与温度变化的关系。
不同物质的比热容不同,影响物体的温度变化程度。
总结:九年级上册的热学知识点涵盖了热传递、热力学和热性质等内容。
了解这些知识点可以帮助我们理解热现象和热能传递的基本原理,对实际生活和工作中的热学问题有所应用。
材料科学基础知识点总结(1)

金属学与热办理总结一、金属的晶体构造要点内容:面心立方、体心立方金属晶体构造的配位数、致密度、原子半径,八面体、四周体空隙个数;晶向指数、晶面指数的标定;柏氏矢量具的特征、晶界具的特征。
基本内容:密排六方金属晶体构造的配位数、致密度、原子半径,密排场上原子的堆垛次序、晶胞、晶格、金属键的观点。
晶体的特色、晶体中的空间点阵。
晶格种类fcc(A1)bcc(A2)hcp(A3)空隙种类正四周体正八面体四周体扁八面体四周体正八面体空隙个数84126126原子半径2a3a a442r A空隙半径32a22a53a23a62a21a 444442r B晶胞:在晶格中选用一个能够完整反应晶格特色的最小的几何单元,用来剖析原子摆列的规律性,这个最小的几何单元称为晶胞。
金属键:失掉外层价电子的正离子与洋溢此间的自由电子的静电作用而联合起来,这类联合方式称为金属键。
位错:晶体中原子的摆列在必定范围内发生有规律错动的一种特别构造组态。
位错的柏氏矢量拥有的一些特征:①用位错的柏氏矢量能够判断位错的种类;②柏氏矢量的守恒性,即柏氏矢量与回路起点及回路程径没关;③位错的柏氏矢量个部分均同样。
刃型位错的柏氏矢量与位错线垂直;螺型平行;混淆型呈随意角度。
晶界拥有的一些特征:①晶界的能量较高,拥有自觉长大和使界面平直化,以减少晶界总面积的趋向;②原子在晶界上的扩散速度高于晶内,熔点较低;③相变时新相优先在晶界出形核;④晶界处易于发生杂质或溶质原子的富集或偏聚;⑤晶界易于腐化和氧化;⑥常温下晶界能够阻挡位错的运动,提升资料的强度。
二、纯金属的结晶要点内容:均匀形核时过冷度与临界晶核半径、临界形核功之间的关系;细化晶粒的方法,铸锭三晶区的形成体制。
基本内容:结晶过程、阻力、动力,过冷度、变质办理的观点。
铸锭的缺点;结晶的热力学条件和构造条件,非均匀形核的临界晶核半径、临界形核功。
相起伏:液态金属中,时聚时散,起伏不定,不停变化着的近程规则摆列的原子公司。
上海交大材料科学基础知识点总结
第一章材料中的原子排列第一节原子的结合方式1 原子结构2 原子结合键(1)离子键与离子晶体原子结合:电子转移,结合力大,无方向性和饱和性;离子晶体;硬度高,脆性大,熔点高、导电性差。
如氧化物陶瓷。
(2)共价键与原子晶体原子结合:电子共用,结合力大,有方向性和饱和性;原子晶体:强度高、硬度高(金刚石)、熔点高、脆性大、导电性差。
如高分子材料。
(3)金属键与金属晶体原子结合:电子逸出共有,结合力较大,无方向性和饱和性;金属晶体:导电性、导热性、延展性好,熔点较高。
如金属。
金属键:依靠正离子与构成电子气的自由电子之间的静电引力而使诸原子结合到一起的方式。
(3)分子键与分子晶体原子结合:电子云偏移,结合力很小,无方向性和饱和性。
分子晶体:熔点低,硬度低。
如高分子材料。
氢键:(离子结合)X-H---Y(氢键结合),有方向性,如O-H—O(4)混合键。
如复合材料。
3 结合键分类(1)一次键(化学键):金属键、共价键、离子键。
(2)二次键(物理键):分子键和氢键。
4 原子的排列方式(1)晶体:原子在三维空间内的周期性规则排列。
长程有序,各向异性。
(2)非晶体:――――――――――不规则排列。
长程无序,各向同性。
第二节原子的规则排列一晶体学基础1 空间点阵与晶体结构(1)空间点阵:由几何点做周期性的规则排列所形成的三维阵列。
图1-5特征:a 原子的理想排列;b 有14种。
其中:空间点阵中的点-阵点。
它是纯粹的几何点,各点周围环境相同。
描述晶体中原子排列规律的空间格架称之为晶格。
空间点阵中最小的几何单元称之为晶胞。
(2)晶体结构:原子、离子或原子团按照空间点阵的实际排列。
特征:a 可能存在局部缺陷;b 可有无限多种。
2 晶胞图1-6(1)――-:构成空间点阵的最基本单元。
(2)选取原则:a 能够充分反映空间点阵的对称性;b 相等的棱和角的数目最多;c 具有尽可能多的直角;d 体积最小。
(3)形状和大小有三个棱边的长度a,b,c及其夹角α,β,γ表示。
比热容知识点总结
比热容知识点总结热容是热力学中的一个重要概念,指的是物质在吸收(或释放)热量时所发生的温度变化。
在研究热容的过程中,我们需要了解热容的定义、计算方法以及其在实际应用中的意义。
本文将对这些知识点进行简要总结。
1. 热容的定义热容是指单位质量物质在吸热(或放热)过程中温度变化的比率,通常用C表示。
数学上,热容可以表示为:C = Q / ΔT其中,C为热容,Q为物质所吸收(或释放)的热量,ΔT为由此引起的温度变化。
2. 热容的计算方法热容的计算方法主要有两种:定压热容和定容热容。
定压热容(Cp)是指在恒定压力下物质吸收(或释放)的热量与温度变化之间的比率。
定压热容可以通过实验测量来获得,也可以根据物质的物理性质和热力学原理进行计算。
定容热容(Cv)是指在恒定体积下物质吸收(或释放)的热量与温度变化之间的比率。
与定压热容相比,定容热容一般较小,因为在恒定体积下吸收的热量不包括物质膨胀所做的功。
3. 热容的应用热容在许多领域都有重要的应用,下面列举了几个常见的应用场景:3.1 材料科学热容是材料科学研究中的重要参数之一,它可以用来评估材料的热传导性能。
不同材料的热容值差异较大,研究热容可以帮助我们寻找具有高热导率或低热导率的材料,以满足不同领域的需求。
3.2 热力学热容是热力学中的基本概念之一,它与其他热力学量(如熵、焓)有着紧密的联系。
通过热容的研究,我们可以更深入地理解热力学系统的性质和行为,为工程设计和科学研究提供指导。
3.3 热能储存热容在热能储存技术中扮演重要角色。
可以利用物质吸收(或释放)热量时的温度变化来实现热能的有效储存和释放。
例如,利用定压热容较大的物质可以吸收大量的热量,并在需要时释放出来,从而实现能量的储存和利用。
4. 热容的影响因素热容受多种因素的影响,包括物质的性质、温度范围和压力条件等。
具体影响因素如下:4.1 物质的性质不同物质的热容值不同,这与物质的组成、结构和相互作用有关。
(完整版)材料科学基础基础知识点总结
第一章材料中的原子排列第一节原子的结合方式2 原子结合键(1)离子键与离子晶体原子结合:电子转移,结合力大,无方向性和饱和性;离子晶体;硬度高,脆性大,熔点高、导电性差。
如氧化物陶瓷。
(2)共价键与原子晶体原子结合:电子共用,结合力大,有方向性和饱和性;原子晶体:强度高、硬度高(金刚石)、熔点高、脆性大、导电性差。
如高分子材料。
(3)金属键与金属晶体原子结合:电子逸出共有,结合力较大,无方向性和饱和性;金属晶体:导电性、导热性、延展性好,熔点较高。
如金属。
金属键:依靠正离子与构成电子气的自由电子之间的静电引力而使诸原子结合到一起的方式。
(3)分子键与分子晶体原子结合:电子云偏移,结合力很小,无方向性和饱和性。
分子晶体:熔点低,硬度低。
如高分子材料。
氢键:(离子结合)X-H---Y(氢键结合),有方向性,如O-H—O(4)混合键。
如复合材料。
3 结合键分类(1)一次键(化学键):金属键、共价键、离子键。
(2)二次键(物理键):分子键和氢键。
4 原子的排列方式(1)晶体:原子在三维空间内的周期性规则排列。
长程有序,各向异性。
(2)非晶体:――――――――――不规则排列。
长程无序,各向同性。
第二节原子的规则排列一晶体学基础1 空间点阵与晶体结构(1)空间点阵:由几何点做周期性的规则排列所形成的三维阵列。
图1-5特征:a 原子的理想排列;b 有14种。
其中:空间点阵中的点-阵点。
它是纯粹的几何点,各点周围环境相同。
描述晶体中原子排列规律的空间格架称之为晶格。
空间点阵中最小的几何单元称之为晶胞。
(2)晶体结构:原子、离子或原子团按照空间点阵的实际排列。
特征:a 可能存在局部缺陷;b 可有无限多种。
2 晶胞图1-6(1)――-:构成空间点阵的最基本单元。
(2)选取原则:a 能够充分反映空间点阵的对称性;b 相等的棱和角的数目最多;c 具有尽可能多的直角;d 体积最小。
(3)形状和大小有三个棱边的长度a,b,c及其夹角α,β,γ表示。
物理化学知识点归纳
物理化学知识点归纳物理化学是化学领域中研究物质的性质以及与能量之间相互关系的学科。
它基于物理学和化学的原理,研究了物质的构成、结构、性质和变化规律等方面的知识。
本文将对物理化学的一些重要知识点进行归纳,以便读者更好地理解和掌握这门学科。
1. 热力学热力学是研究热、能量和它们之间相互转化关系的学科,是物理化学的核心内容之一。
它涉及热容、焓、熵、自由能等概念,用于描述化学反应的热效应和平衡条件。
热力学定律包括热力学第一定律(能量守恒定律)和热力学第二定律(熵增定律)。
2. 动力学动力学是研究化学反应速率、反应速度方程和反应机理的学科。
它关注反应速率与反应物浓度、温度、催化剂等因素之间的关系。
通过动力学研究,可以确定反应的速率常数和反应级数,从而预测和控制化学反应的进行。
3. 量子化学量子化学是利用量子力学原理研究分子和原子的结构、性质和变化的学科。
它通过求解薛定谔方程来描述物质微观粒子的行为,并解释了许多化学现象,如键的形成、光谱学等。
量子化学对于研究化学反应的活化能和反应机理有重要意义。
4. 分子结构与光谱学分子结构与光谱学研究分子的构型、键长和键角等参数,以及分子在不同波长的光下的吸收、散射和发射谱线。
这些数据对于确定分子的结构和识别化合物具有重要意义。
常见的光谱学技术包括红外光谱、核磁共振光谱和质谱等。
5. 电化学电化学是研究电和化学反应之间相互关系的学科。
它包括电解池的构成、电极反应、电动势和电解质溶液等内容。
电化学可应用于电池、电解、电镀和电化学分析等领域,对于能源转换和环境保护具有重要意义。
6. 界面化学界面化学研究物质在界面上的相互作用和现象。
界面可以是液体与气体、液体与固体、液体与液体等之间的交界面,研究内容包括吸附、表面活性剂、胶体稳定性和界面反应等。
界面化学在化妆品、涂料、纳米材料等领域具有广泛应用。
7. 热力学统计热力学统计是将热力学和统计力学相结合的学科,用于解释热力学现象的微观机制。
- 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)。
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=klnW 3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牛相变和化学— 反应 4 a-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 aB的平衡相变温度为 882°C,相变焓为4142J?mol-1,试求将&Ti过冷到800°C 时,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700°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"的速率 下降。另外已知融化潜热为 52.7J©1,试求熔点下液、固两相的摩尔体积差。 (Bi的原子量为
-1 209g?mol .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, aB二XB fB fB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=X A
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
N a! W=- N A! N B!
3混合物摩尔自由能的计算 4 A、B两组元形成的二元正规溶体, 设其Spin。dal曲线和溶解度间隙曲线的顶点温度为 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Ts
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
M 1试证明混合物自由能服从混合律( Mixture law ),即混合物的摩尔自由能 Gm与两相的摩
理想溶体的微观状态数 Ts, 1 AB
2R
(4 一 X)
Xi 尔自由能Gm和Gm之间的关系式为 Gm
X-XM XM_X X B X B X B XBQ
_ X X Gm X X
Gm
X _ X B
式中,
M
X m、Xm和X m分别为混合物、a相和B相的成分
2试利用在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 lAB=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I AB=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平衡两相稳定性的影响。定义为:
KB ,其中XB
和
XB分别为溶质原子在a和B两相中的平衡成分。
X B
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 「GB厂二RT lnKB「- QG^ I AB ■ ,「GB厂称作B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=O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也可以称公切线法则: 平衡两相的摩尔自由能曲线公切线的切 点成分是两相平衡成分,两切点之间成分的体系处于两相平 ___________
3若A-B二元系中存在化合物中间相 AmBn (B)时,化合物的摩尔自由能与化学势的条 0 LL 日+ L1 日 件是Gm二m I n冷 4两个稀溶体平衡时,平衡两相的浓度差与溶质无关,而取决于温度和该温度下溶剂的相变 — 自由能 5二元合金相图中,溶质元素会对 丫相区产生影响,使得 丫相区缩小(封闭丫区)的溶质元 素称为a former,使得丫相区扩大(扩大 丫区)的溶质元素称为 丫former
论述题 1向Fe中加入a former元素将使丫相区缩小。试证明:无论加入什么元素,要使 丫相区完 全封闭,元素的加入量至少要达到 0.6% (原子分数)
2试用Gm-X图说明,为什么bcc结构的金属溶质元素加入铁中后,大多会使 缩小(封闭丫相区)? Fe的丫相区 计算题 K^TY 1已知Fe-W合金中,W在丫相及a相中的分配系数 Kw
0 丫 的含量为XW二0.011 ,试求在iioo°c下,纯铁的相变自由能上GFe'
y a Sb _ 2在Fe-Sb合金中,Sb在丫相及a相中的分配系数KSb - X - 1.54,试计算在
X Sb
1100°C下两相的平衡成分。已知在 1100°C下,纯铁的相变自由能 人0GFJ =-116J?mol 3如果A-B二元系中的固相的相互作用键能具有成分依存性,关系为 u二2aXB,试求 溶解度间隙的顶点温度。
X XW
__7
-2.04 第四章相变热力学 名词解释 1无扩散相变:相变过程中不发生溶质元素的长程定向移动,相变产物(新相)和母相具有 相同成分,只是结构发生了变化。 2 To线:各温度下母相和转变产物相的摩尔自由能相等的各点成分的连线, 即无扩散相变驱 动力为0的成分和温度关系曲线 3马氏体点:原指 Fe基合金冷却时奥氏体转变成马氏体的开始温度,后将所有冷却时发生 的无扩散切变相变的开始温度称为马氏体点 4 一级相变:压力一定时,在可逆相变温度下,成分不变相变的母相和新相化学势相等,而 化学势对温度、压力的一阶偏微分不等的相变。特点是发生一级相变时会伴随体积和熵 (焓
) 的突变。 5二级相变:压力一定时,在可逆相变温度下,成分不变相变的母相和新相化学势相等,化 学势对温度、压力的一阶偏微分也相等, 但化学势对温度、压力的二阶偏微分不等。即有等 压热容、膨胀系数和压缩系数的突变。 6晶间偏析:固溶体中溶质原子分布不均匀, 在晶界发生溶质原子的富集或是贫化, 对材料 的性能产生影响,本质上是一种热力学平衡状态。
填空题 1 A-B二元系固溶体,如果 I AB >0,而且温度不高,则摩尔自由能曲线所形成拐点。这时整 个成分范围可以分成三个区域,分别称为:稳定区、失稳区和亚稳区 ______ 2在固溶体的亚稳区成分范围内, 固溶体会发生分解,但不能以失稳分解的机制发生, 而要 通过普通的形核长大机制进行。 3第二相析出是指从过饱和固溶体中析出另一结构的相
5根据Trouton定律:多数物质的液体在沸点汽化时的熵变约是气体常数 R的11倍 论述题 1如图所示A-B二元系中,成分低于 X B的丫单相可以通过无扩散相变,转变成同成分不 同结构的a单相。若丫相及a相都可以用正规溶体近似描述, 试写出其无扩散相变驱动力表
达式并加以证明。 2试证明晶界偏析这一热力学现象的平衡判据一一平行线法则 3试在摩尔自由能成分曲线即 Gm-X图中标出,一个二元固溶体 a,析出同结构固溶体的相 变驱动力和形核驱动力,并分析对两组元的相互作用能和温度有何要求, 析出什么成分的晶
4弯曲表面的表面张力二和附加压力P的关系式为P
2a
,假设弯曲表面的半径为 r. r