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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划材料热力学网站1.热力学第一定律：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。2.热力学第二定律：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
2、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：在热力学温度时，一切完美晶体的熵值S等于零，limS=0(T0)。4.简述熵判据、亥姆赫兹函数判据和吉布斯函数判据的内容及使用条件：对于孤立系统：u,v,w：0自发=0可逆0自阻不自发非孤立系统：S总=S系+S环：0自发=0可逆0自阻不自发亥姆霍兹自由能dFw在恒温容器不做其他功的情况下F：0自发=0可逆0自阻不自发吉布斯自由能dGw在恒温恒压下不做其他功的情况下G：0自发=0可逆0自阻不自发5.说明为什么纯金属加热的固态相变是由密排结构到疏排结构的相变：dH=TdS+VdPT=T+VTMaxw
3、ell方程T=T体积不变，温度升高导致压力升高V0T0在温度一定时，熵随体积而增大，即：对于同一金属，在温度相同是，疏排结构的熵大于密排结构。T0温度一定时，焓随体积而增大，即：对于同一金属，在温度相同是，疏排结构的焓大于密排结构。G=H-TS在低温时，TS项对G的贡献小，G主要取决于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项对G的贡献很大，G主要取决于TS项，S疏排S密排，G疏排G密排，高温下疏排相是稳定相。6.说明为什么固相与气相或液相之间平衡时，相平衡温度T与压力P之间的关系是指数关系；而固相与液相之间平衡时，相平衡温度T与压力P之间的关系是直线关系：由dT
4、/dP=V/S对于凝聚态之间的相平衡dT/dP=Vm/Sm压力改变不大时，S和T的改变很小，可以认为dT/dP=CPT为直线关系；有一相为气相的两相平衡dP/dT=vapH/TvapV,蒸发平衡，升华平衡的共同特点是其中有一相为气相，压力改变时V变化很大。vapVm=Vm(g)得dP/dT=vapHmP/RT2dlnP/dT=vapHm/RT2P=Aexp(-Hm/RT2)L(s)G相平衡溫度T和压力之间的关系为指数关系。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？化学位反映了某一组元从某一相中逸出的能力。某一组元在某一相中的化学位越高，它从这一相迁
5、移到另一相中的倾向越大。活度：为使理想溶液或极稀溶液的热力学公式(拉乌尔定律，亨利定律)适应于真实溶液,用来代替浓度的物理量.上坡扩散的原因：固溶体中原子的定向迁移的驱动力是化学梯度，而不是浓度梯度。化学梯度与浓度梯度的方向是否一致，取决于自由能曲线的形状；Gm-X无拐点则一致，Gm-X有拐点则在一定浓度范围内可以与浓度梯度相反，将发生上坡扩散。9.偏摩尔量：物理意义：在等温等压，保持i物质以外所有组分的摩尔数不变的条件下，改变dni所引起广度性质M的变化值，或者在等温等压条件下，在大量的定组成体系中加入1mol的i组元所引起广度性质M的变化值。只有广度性质才有偏摩尔量，而偏摩尔量是强度性质。
6、纯物质的偏摩尔量就是它的摩尔量。任何偏摩尔量都是T,P和组成的函数。10.化学势：保持温度，压力和除i以外其他组元的量不变的情况下，在溶液中改变1摩尔i引起溶液Gibbs自由能的变化，i=(?G/?ni)T,P,nniGm-X图中化学位的确定：在摩尔自由能曲线上，过成分点的切线与两纵轴的交点为两个组元A和B的化学势。11.活度：既能克服化学势的缺点，又能保存化学势的基本特征.定义式：i=Gi+RTlnaiai为组元i的活度ai=xififi为活度系数表示实际溶液20与理想溶液的偏差。fi=exp(1-xi)IAB/RT9.试简述两相平衡条件的热力学条件、意义，对于两种或者两种以上物相存在的二元
7、体系吉布斯自由能-组分关系图中如何确定相平衡条件和范围，以及上述方法的热力学原理；两相平衡的热力学条件：每个组元在各相中的化学位相等，ui=ui意义:若和均为稀溶体，则平衡两相的浓度差与溶质无关，而只取决于该温度下溶剂的相变自由能。利用公切线法则：对两相自由能曲线作公切线，可以求出两相平衡的成分范围和平衡相的成分点。切点成分满足同一组元在两相中化学位相等确定了两相平衡的条件。两平衡的基本判据：体系的Gibbs自由能为极小值即：G=min或dG=010.试简述物相尺度影响其在溶体中的溶解度，以及警惕材料中出现晶界偏析的原因和热力学原理析出相在固溶体中的溶解度因析出相粒子的大小不同而不同。析出相的
8、颗粒越小，析出相界面上与析出相平衡的固溶体中的溶质浓度越大。晶间偏析不是偶然产生的缺陷，其本质是一种热力学平衡状态。晶内相和晶界相之间满足：B=B-B=A-A=babaAV11.空位浓度的推导：N个原子和n个空位的在N+n个结点的排列组态数：W=！/N!n!无空位时的微观组态数：WO=1玻尔兹曼公式:S=klnWSV=klnWVSO=012.设铝的空位形成能为，试计算铝在室温27和627的空位平衡浓度，并说明温度对空位平衡浓度的影响。Xv=n/(n+N)=exp(-U/kT)27Xv=exp(-40)=exp(-32)=10-14627Xv=exp(-40/3)=exp(-32/3)=10-5
9、11.已知液体Pb在1atm热容Cp(l)=?10-3TJ/(molK)固体Pb的热容Cp(s)=+10-3TJ/(molK)液体Pb熔点600K的凝固热为J/mol求液体Pb过冷至590K凝固为固体H解:如下图所示，设计3个过程求HadHad=Hab+Hbc+Hcd?Hab=Cp(l)dT()dTdTHbc=Hm(600K)=-H凝固=?Hcd=Cp(s)=590(+)dT=_Had=Hab+Hbc+Hcd=-4799J12.已知Sn在(熔点)505K时的熔化热为J/mol,并有Cp(l)=?10-3TJ/(molK)Cp(s)=+10-3TJ/(molK)计算Sn在绝热器内过冷到495K时
10、能自动凝固的分数解:设体系为1molSn；其中xmol凝固为固体，(1-x)mol仍为液体，此时505K两相共存按路径abc因体系绝热，H值恒定(Hac=0)Ha(液,495K)b(液,505K)-xHm(505K)=0Q1Hm(505K)=/mol600x.?Hm(505K)=Cp(l)dT=x=过冷水在-100C，1P，变成冰，求其熵变，是否与熵增原理矛盾。已知:水的fusHm=mol-1CP,m,HO(l)=?K-1?mol-12-1-1CP,m,H2O(s)=?K?mol解：不可逆过程：?S1=nCp,m(H2O,l)ln=?lnT2T1273=?K-1263?S=?S1+?S2+?S3=-?K恒压条件下：-?Hm()?S环境=-1材料热力学网站)en方程四求反应热五、求蒸汽压，Cu的活度目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。
