第一章單組元材料熱力學
名詞解釋：
1 可逆過程
2 gibbs自由能最小判據
3 空位啟用能
4 自發磁化：
5 熵：
6 熱力學第一定律熱力學第二定律
7 richard定律
填空題1 熱力學第二定律指出：乙個孤立系統總是由熵低的狀態向熵高的狀態變化，平衡狀態則是具有最大熵的狀態。
2 按boltzmann方程，熵s與微觀狀態數w的關係式為s=klnw
3 熱容的定義是系統公升高1k時所吸收的熱量，它的條件是物質被加熱時不發生相變和化學反應
4 α-fe的定壓熱容包括：振動熱容、電子熱容和磁性熱容。
5 純fe的a3的加熱相變會導致體積縮小
6 gibbs-helmholtz方程表示式是
7 鐵磁性物質的原子磁矩因交換作用而排列成平行狀態以降低能量的行為被稱為自發磁化
論述題1 根據材料熱力學原理解釋為什麼大多數純金屬加熱產生固態相變時會產生體積膨脹的效應？
2 試根據單元材料的兩相平衡原理推導克拉伯龍（clapeyron）方程。
3 試用g-t圖的**法說明純鐵中的a3點相變是異常相變。
4 試畫出磁有序度、磁性轉變熱容及磁性轉變（指鐵磁-順磁轉變）自由能與溫度的關係曲線。
計算題1已知純鈦α/β的平衡相變溫度為882oc，相變焓為4142jmol-1，試求將β-ti過冷到800oc時，β→α的相變驅動力
2若某金屬形成空位的啟用能為58.2kjmol-1，試求在700oc下，該金屬的空位濃度。
3純bi在0.1mpa壓力下的熔點為544k。增加壓力時，其熔點以3.
55/10000kmpa-1的速率下降。另外已知融化潛熱為52.7jg-1，試求熔點下液、固兩相的摩爾體積差。
（bi的原子量為209gmol-1.
第二章二組元相
名詞解釋：
溶體：以原子或分子作為基本單元的粒子混合系統所形成的結構相同，性質均勻的相
理想溶體：在巨集觀上，如果組元原子（分子）混合在一起後，既沒有熱效應也沒有體積效應時所形成的溶體。
混合物：由結構不同的相或結構相同而成分不同的相構成的體系
化合物：兩種或兩種以上原子組成的具有特定結構的新相
溶解度：溶體相在與第二相平衡時的溶體成分（濃度），固溶體在與第二相平衡時的溶解度也成為固溶度。
溶解度間隙：溶體的自由能-成分曲線上出現拐點時，溶體的結構穩定性會發生變化，導致同類原子偏聚在一起的失穩分解，從而形成形溶解度的的中斷，也稱為出現溶解度間隙。
有序化：如果原子的相互作用能iab遠小於零，溶體中異類組元的原子更傾向聚合在一起的現象稱為有序化。
henry定律：稀溶體的溶質定律。在溫度一定時，以a組元為溶劑，b組元為溶質的稀溶體中，溶質的活度係數為常數，
raoult定律：即稀溶體的溶劑定律。當溶質的濃度極低時，溶劑的活度係數近似等於1，即aa=xa
填空題1在恆壓下，對二元溶體而言，摩爾自由能取決於溫度和溶體成分。得出這一結論的原理是吉布斯相律
2如果有na個a原子和nb個b原子構成1mol的理想溶體。設na為阿伏加德羅常數。則理想溶體的微觀狀態數w=
3混合物摩爾自由能的計算
4 a、b兩組元形成的二元正規溶體，設其spinodal曲線和溶解度間隙曲線的頂點溫度為ts，相互作用能為iab，則頂點溫度ts和相互作用能iab的關係式為
5 偏摩爾gibbs自由能就是化學勢，二元溶體中i組元化學勢的通式為：
6 溶體中組元的活度ai等於組元的濃度xi乘以活度係數fi,活度係數產生的原因是相互作用能
論述題1試證明混合物自由能服從混合律（mixture law），即混合物的摩爾自由能與兩相的摩爾自由能和之間的關係式為
式中，、和分別為混合物、α相和β相的成分
2試利用在gm-x圖中化學勢的**法，解釋為什麼有的固溶體當中會發生上坡擴散。
計算題1試用正規溶體模型計算乙個iab=16.7kjmol-1成分為xb=0.4的二元固溶體，其發生spinodal分解的上限溫度是多少？
其發生spinodal分解的頂點溫度ts又為多少？
2 某a-b二元正規溶體的iαab=20kjmol-1，試求800k發生spinodal分解的成分範圍
第三章二組元材料熱力學
名詞解釋：
端際固溶體：當合金相的晶體結構保持溶劑組元的晶體結構時，這種合金相就稱為一次固溶體。在相圖中一次固溶體通常是出於兩端，所以又被稱作端際固溶體
分配比：溶質元素的重要性質，用以判斷溶質元素對平衡兩相穩定性的影響。定義為：，其中和分別為溶質原子在α和β兩相中的平衡成分。
區域熔煉：利用液固兩相平衡時成分的差異而設計的獲得高純材料的方法。
通過移動加熱環，讓棒狀待提純材料從一端到另一端逐次熔化、凝固，使雜質原子聚集在一端，從而使材料得以提純
相穩定化引數：是分配比的熱力學表徵。定義為，稱作β相穩定化引數
填空題：
1兩相平衡的基本判據即平衡態判據是體系的gibbs自由能為極小值，即dg=0或g=min
在此基礎上根據化學勢的定義，派生出兩相平衡時各組元的化學勢必須相等
2 兩相平衡的化學勢相等條件也可以稱公切線法則：平衡兩相的摩爾自由能曲線公切線的切點成分是兩相平衡成分，兩切點之間成分的體系處於兩相平衡狀態
3 若a-b二元系中存在化合物中間相ambn（θ）時，化合物的摩爾自由能與化學勢的條件是
4兩個稀溶體平衡時，平衡兩相的濃度差與溶質無關，而取決於溫度和該溫度下溶劑的相變自由能
5 二元合金相圖中，溶質元素會對γ相區產生影響，使得γ相區縮小（封閉γ區）的溶質元素稱為α former，使得γ相區擴大（擴大γ區）的溶質元素稱為γ former
論述題1 向fe中加入α former元素將使γ相區縮小。試證明：無論加入什麼元素，要使γ相區完全封閉，元素的加入量至少要達到0.6%（原子分數)
2 試用gm-x圖說明，為什麼bcc結構的金屬溶質元素加入鐵中後，大多會使fe的γ相區縮小（封閉γ相區）？
計算題1 已知fe-w合金中，w在γ相及α相中的分配係數，α中w的含量為，試求在1100oc下，純鐵的相變自由能
2在fe-sb合金中，sb在γ相及α相中的分配係數，試計算在1100oc下兩相的平衡成分。已知在1100oc下，純鐵的相變自由能=-116jmol-1
3 如果a-b二元系中的固相的相互作用鍵能具有成分依存性，關係為，試求溶解度間隙的頂點溫度。
第4章相變熱力學
名詞解釋
1無擴散相變：相變過程中不發生溶質元素的長程定向移動，相變產物（新相）和母相具有相同成分，只是結構發生了變化。
2 t0線：各溫度下母相和轉變產物相的摩爾自由能相等的各點成分的連線，即無擴散相變驅動力為0的成分和溫度關係曲線
3 馬氏體點：原指fe基合金冷卻時奧氏體轉變成馬氏體的開始溫度，後將所有冷卻時發生的無擴散切變相變的開始溫度稱為馬氏體點
4一級相變：壓力一定時，在可逆相變溫度下，成分不變相變的母相和新相化學勢相等，而化學勢對溫度、壓力的一階偏微分不等的相變。特點是發生一級相變時會伴隨體積和熵(焓)的突變。
5 二級相變：壓力一定時，在可逆相變溫度下，成分不變相變的母相和新相化學勢相等，化學勢對溫度、壓力的一階偏微分也相等，但化學勢對溫度、壓力的二階偏微分不等。即有等壓熱容、膨脹係數和壓縮係數的突變。
6 晶間偏析：固溶體中溶質原子分布不均勻，在晶界發生溶質原子的富集或是貧化，對材料的效能產生影響，本質上是一種熱力學平衡狀態。
填空題1 a-b二元系固溶體，如果》0,而且溫度不高，則摩爾自由能曲線所形成拐點。這時整個成分範圍可以分成三個區域，分別稱為：穩定區、失穩區和亞穩區
2 在固溶體的亞穩區成分範圍內，固溶體會發生分解，但不能以失穩分解的機制發生，而要通過普通的形核長大機制進行。
3第二相析出是指從過飽和固溶體中析出另一結構的相
4 彎曲表面的表面張力和附加壓力p的關係式為，假設彎曲表面的半徑為r.
5 根據trouton定律：多數物質的液體在沸點汽化時的熵變約是氣體常數r的11倍
論述題1如圖所示a-b二元系中，成分低於的γ單相可以通過無擴散相變，轉變成同成分不同結構的α單相。若γ相及α相都可以用正規溶體近似描述，試寫出其無擴散相變驅動力表示式並加以證明。
2 試證明晶界偏析這一熱力學現象的平衡判據——平行線法則
3 試在摩爾自由能成分曲線即gm-x圖中標出，乙個二元固溶體α，析出同結構固溶體的相變驅動力和形核驅動力，並分析對兩組元的相互作用能和溫度有何要求，析出什麼成分的晶核時驅動力最大。
材料熱力學知識點總結
一.名詞解釋 1.標準態 一般將乙個組元在乙個大氣壓下和所研究的溫度下的穩定狀態選為標準態,這樣,在室溫下的鐵,水銀和氧氣的標準態即為乙個大氣壓下的體心立方結構,乙個大氣壓下的液體及乙個大氣壓下的雙原子氣體.近年來,sgte組織已推出使用一種sre標準態,即規定在1 105pa壓力下,298.15k...
材料熱力學作業
動力學的基本內容包括質點動力學 質點系動力學 剛體動力學 達朗貝爾原理等。以動力學為基礎而發展出來的應用學科有天體力學 振動理論 運動穩定性理論，陀螺力學 外彈道學 變質量力學，以及正在發展中的多剛體系統動力學 晶體動力學等。1.材料熱力學是從能量角度研究材料，試舉出和你研究領域相近的兩種應用熱力學...
熱力學小結
化學熱力學基礎內容小結 化學熱力學是熱力學原理在化學科學中的應用。重點講述了化學反應中的能量變化 即化學反應熱 和化學反應自發進行的方向。1.熱力學第一定律 封閉體系 u q w 絕熱過程 q 0，u w 迴圈過程 u 0，q w 2.化學反應中的能量變化 化學反應熱 1 恆容熱效應數值上等於系統熱...