材料熱力學(xué)考試習(xí)題

1、6、10個(gè)小球分配在4個(gè)完全相同的容積中，試求4個(gè)小容積中各分得3、2、0、5個(gè)小球的微觀狀態(tài)數(shù)為多少？7、由5個(gè)粒子所組成的體系，其能級(jí)分別為0、2及3體系的總能量為3試分析5個(gè)粒子可能出現(xiàn)的分布方式；求出各種分布方式的微觀狀態(tài)數(shù)及總微觀狀態(tài)數(shù)。8、有6個(gè)可別粒子，分布在4個(gè)不同的能級(jí)上（、2、3及4），總能量為10，各能級(jí)的簡(jiǎn)并度分別為2、2、2、1，計(jì)算各類分布的.及總j總9、振動(dòng)頻率為的雙原子分子的簡(jiǎn)諧振動(dòng)服從量子化的能級(jí)規(guī)律。有N個(gè)分子組成玻耳茲曼分布的體系。求在溫度T時(shí)，最低能級(jí)上分子數(shù)的計(jì)算式。10、氣體N2的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I=1.394!0-46kg2，計(jì)算300K時(shí)的qjO11、已

2、知NO分子的.=2696K,試求300K時(shí)的q.。12、已知下列各雙原子分子在基態(tài)時(shí)的平均核間距r0及振動(dòng)波數(shù)如下：分子r/10-10m0/(0.01m)-1H20.7514395O21.2111580CO1.1312170HI1.6152310計(jì)算各分子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、及.。13、計(jì)算300K時(shí)，ImolHI振動(dòng)時(shí)對(duì)內(nèi)能和熵的貢獻(xiàn)。14、在298K及101.3kPa條件下，ImolN的q等于多少？2t15、在300K時(shí)，計(jì)算CO按轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的分布，并畫出分子在轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間的分布曲線。16、計(jì)算H2及CO在1000K時(shí)按振動(dòng)能級(jí)的分布，并畫出分子在振動(dòng)能間的分布曲線；再求出分子占基態(tài)振動(dòng)能級(jí)的幾率。1

3、7、已知HC1在基態(tài)時(shí)的平均核間距為1.2640-1Om，振動(dòng)波數(shù)=2990m-1。計(jì)算298K時(shí)的s。m18、證明1mol理想氣體在101.3kPa壓力下qt=bLM3/2(T/K)5/2(b為常數(shù))19、計(jì)算1molO2在25B2及101.3kPa條件下的g、S及H。設(shè)U2mmm0等于零。20、已知300K時(shí)金剛石的定容摩爾熱容CV=5.65Jol-1-1,求”V,mE及21、已知300K時(shí)硼的定容摩爾熱容CV=10.46JHiol-1-1,求(1)D；V,mD溫度分別為30K、50K、100K、700K、1000K時(shí)的C值；V,m作CV值T圖形。V,m22、試根據(jù)Einstein熱容理論

4、，證明Dulong-Petit經(jīng)驗(yàn)定律的正確性。23、假設(shè)HH及HS與溫度無關(guān)，試證明金屬在熔點(diǎn)以上不可能發(fā)生凝固。24、在25B2、0.1MPa下，金剛石和石墨的摩爾熵分別為2.45J-1,ol-1和5.71J-1ol-1，其燃燒熱分別為395.40J-1ol-1和393.51J-1,ol-1，其密度分別為3.513gm-3和2.26gm-3，試求此時(shí)石墨金剛石的相變驅(qū)動(dòng)力。25、已知純鈦的平衡相變溫度為882BC，相變焓為14.65kJimol-i,試求將盜：冷卻到800:時(shí)，的相變驅(qū)動(dòng)力。26、除鐵以外的所有純金屬的加熱固態(tài)相變有由密排結(jié)構(gòu)向疏排結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變的規(guī)律，試用熱力學(xué)解釋這一規(guī)律。

5、27、空位在金屬的擴(kuò)散與相變中都發(fā)揮著重要的作用，試推算在平衡狀態(tài)下，純金屬中的空位濃度。28、純銅經(jīng)冷變形后，內(nèi)能增加了418.6Jol-i,其中約10%用來形成空位，試求空位濃度。已知形成1個(gè)空位時(shí)的激活能為2.40-i9j。29、純Bi在0.1MPa壓力下的熔點(diǎn)為544K。增加壓力時(shí)，其熔點(diǎn)以3.55/10000Ka-i的速率下降。另外已知熔化潛熱為52.7J,試求熔點(diǎn)下液、固兩相的摩爾體積差。30、已知純Sn在壓力為PMPa時(shí)的熔點(diǎn)TS為SnT=231.8+0.0033(P).1)B：Sn純Sn的熔化潛熱為58.8J，0.1MPa壓力下液體的密度為6.988，試求固體的密度。已知純Sn

6、的原子量為118.71gol。31、試?yán)迷贕X圖中化學(xué)勢(shì)的圖解法，解釋為什么有的固溶體中m會(huì)發(fā)生上坡擴(kuò)散。32、試由二元系固溶體吉布斯自由能曲線說明固溶體中出現(xiàn)成分不均勻在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的。33、由Fe-Cu二元系相圖知：fee結(jié)構(gòu)固溶體的溶解度間隙的最高溫度TS為1350暨,試計(jì)算該固溶體中Fe-Cu鍵的結(jié)合能(設(shè)定Fe-Cu,SFe-Cu鍵的結(jié)合能為零)。34、已知某A-B二元系中，一個(gè)成分為xB=0.4合金是+兩相組織,B這時(shí)相的成分為xB(B)=0.2，其摩爾吉布斯自由能為G()=,Bm相的成分為xB(.=0.8,其摩爾吉布斯自由能為G(二b,試求兩Bm相合金的摩爾吉布斯自由能。3

7、5、試用正規(guī)溶體模型計(jì)算一個(gè)IAB=16.7kJol-i，成分為xB=0.4的ABB二元固溶體，其發(fā)生調(diào)幅分解的上限溫度是多少？36、某A-B二元偏聚固溶體的IabW=20kJol-i,試求800K時(shí)發(fā)生調(diào)幅分解的成分范圍。37、已知Cr-W二元合金系中固溶體相的相互作用參數(shù)I33.50kJol-1,試計(jì)算相的Spinodal分解曲線及溶解度CrW間隙38、已經(jīng)測(cè)得Fe-V合金的固溶體的成分為Xv=0.5,1325暨下其V活度為v=0.312，試估算Ifv。VFeV39、已知某二元系A(chǔ)B的bcc結(jié)構(gòu)的固溶體中，各種原子結(jié)合鍵之間的關(guān)系為UAB+uBAuAAuBB=kTC，TC=1000K,試計(jì)

8、算800K下的調(diào)幅分解范圍。40、試證明對(duì)于A-B二元系的正規(guī)溶體，Spinodal線的方程式為可以表示成下列形式：x(1)=kT/(2uZ)oK,u,Z分別為BoltzmannBB常數(shù)、相互作用鍵能和配位數(shù)。41、一二元合金由固溶體和中間相所組成，試由固溶體和中間相吉布斯自由能曲線說明組成中間相組元間的親和力愈大，與中間相相鄰的固溶體的溶解度愈小。42、試用GV圖解法說明，為什么bcc結(jié)構(gòu)的金屬加入鐵中后，大m多會(huì)圭寸閉Fe的fcc結(jié)構(gòu)相區(qū)。43、試用Fe的奧氏體穩(wěn)定化參數(shù)說明，fcc結(jié)構(gòu)的Al為什么是封閉Fefcc相區(qū)的元素?44、已知Fe-W合金中，W在相及相中的分配系數(shù)k=0.49,W

9、中W的含量為x=0.011，試求在1100:下，純鐵的相變自由W厶匕冃匕G。m,Fe45、在1150:下，某FeM二元合金中的相與相的平衡成分分別為x=0.033,x=0.028，試計(jì)算元素M的奧氏體穩(wěn)定化參數(shù)MM*GM46、某AB二元共晶系統(tǒng)中，若兩組元在固態(tài)下完全不互溶，試計(jì)算此二元相圖。(已知：il=10kJol-1，T=1536暨，T=1024暨，ABm,Am,BHls=B3.77kJol-1，Hls=7.134kJol-1)m,Am,B47、如果在723:下FeH二元系的奧氏體中，F(xiàn)e的溶解度為x=0.0312,I=2.4kJol-1，試估算Fe3C的生成自由能CFeC3GG3G。m,Fe3Cm,Cm,Fe48、FeHr系中一合金的成分為xC=0.1的合金，在400暨時(shí)發(fā)生無Cr擴(kuò)散勺相變，試求此時(shí)相變驅(qū)動(dòng)力是多少？已知目穩(wěn)定化參數(shù)*G=B628Jimol-iCr49、已知TiiV合金700iC下平衡兩相成分為“=0.03,x=0.13，試VV求純Ti在該溫度下的相變自由能。m,Ti50、如果AH3