材料热力学复习题2011

《材料热力学》复习题

一、在定压热容Cp的经验表达式中，若使用T2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

Cp?l?为

Cp?l??29.66?4.81?10?3T(419.5?850?C)J/(mol?K）

固体密排六方锌的为692.6K，熔化热?H能差值?G?T?。

Cp?l?为

Cp?s??22.13?11.05?10?3TJ/(mol?K)，锌的熔点

?6589.80J/mol，求固、液相之间随温度变化的自由

三、某化合物AmB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，AmB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PMPa时的熔点Tsn为：Tsn＝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Gm-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Gm-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Gm-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。

温度/℃

溶解度(Al)at.%

400 11

350 8.2

300 6.1

250 4.3

200 2.9

150 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。

XαV ααV

0.1 0.014

0.2 0.047

0.3 0.103

0.4 0.188

0.5 0.312

0.6 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)。

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