《材料物理导论(熊兆贤着)课后习题答案第二章习题参考解答0001》由会员分享，可在线阅读，更多相关《材料物理导论(熊兆贤着)课后习题答案第二章习题参考解答0001（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章材料的热学1. 解：AS = KlnW = Kln一壁一(N - n)!n!AF = AE - TAS = AE - KTln N!- ln(N - n)!- In n!根据Stirling公式：当N很大时,lnN!= NlnN - N,将上式整理得AF = AE - KTNlnN - (N - n)ln(N - n) - nlnn平衡时，自由能具有最小值，由于热缺陷n引起的自由焓的变化(詈)=0N-nnEn E - KT ln= 0 n = exp(- n ,0.48 x 1.6 x 10-19当n不大时，N-n N,贝。=exp(-) = 1.42x 10-9N1.38 x 10-2
2、3 x 273.1512. 解：根据 Boltzman分 布有 f = A - e - E/kT =e(E-E )/kTF1同时费米-狄拉克统计分布函数为f =e(E-E )/kT + 1F11因而相对误差为0*:* + 1e(E-E )/kT + 1F6.738 x 10-3 - 6.693x10-3=0.0067 = 0.67%6.693 x 10-33.解：根据经验公式C= a + bT + CT -2P,m对于莫来石有 a = 87.55, b = 14.96 x 10-3, c = -26.68 x 10-5。可解得T = 298K时，C = 384.6J/mol - kT = 12
3、73K时，C = 445.6J/mol-k根据Dulong -Petit定律，莫来石(3Al2O3 - 2SiO2)的摩尔热容为：21 x 24.94 = 523.74J/mol k可见，随着温度的升高，Cp趋近按Dulong-Petit定律所得的计算值。4.解：根据德拜模型的热容量理论，当温度很低(T - 0)时有Ch r 12 兀4Nk( T )3v 5 eD23对于KCl有，Ch(2K)= x3.8x 10-2 = 2.43x10-3Jmol-1 K-1V53对于NaCl有，Ch(5K)= 2 x3.8x 10-2 = 1.55x 10-2Jmol-1 K-1 v 31035.解：对于复
4、合材料有a =V K由于空气组分的质量分数W. r 0,所以气孔不影响aa KW. /p. _KW / p.也不影响a。l6.解:（1）* (上 + 上) ,( + )2 - 4sn2 以1 e m m m m m mF 12121 21 m 1i +1m 、)2m24 sin 2 La n .由 m / m1 n1 2)2-V m*2由于对于 J = X1/2, J = X-1/2,2lz r 1 2、 2/W 2m 2k2&(m w2 - 2k )A + (2k cosLa)B = 0(m w2 一 2k )B + (2k cos La)A = 0m w 2 - 2km w 2 - 2k声
5、学支中：L = 土时(B)2 = n B O%静止;2 - 1n v光学支中:mn . A 0L =时,(一)2 =n A = 0,m 静止。L - 1m26.(3)：2： 44 sin 2 La=： em_mr一11、1当L = 时cos La = -1 n | +aw 2k 4= (1 cosLa)1/2m2m11=0光学支振动频率为0,无光学支；0光学支振动频率不为0,有光学支。7解:一个Al O 分子的体积为k = 102/4000x103 = 4.24x 10-292 36.02 x 1023假设分子为球形，贝V 3 (2)3 = 4.24 x 10-29 d = 4.33 x 10
6、-10m八 7 击6.02 x 1023 x 4000 x 103分子数密度 =2.36 x 1028个/ m3102一=5.09 x 10-11 mv2d 2 n-12,T、C h =4Nk()3 = 9.7 J / K - mol(N = 5N )Dkh = 1 ChV 人=1 x 9.7 x 500 x 5.09 x 10-11 = 8.23 x 10-8 J / m.s.kt 3 v s s 38解:电子热导率ke = L丁 T = 2.45X10-8 X (10-2)一i x300 = 7.35x 10-4J m-1 s-1 K-1 tke ke=1kh k - ke7.35 x 1
7、0 - 4320 7.35 x 10-4=2.30 x 10-69解：r =里5 = 7x 107 x (1-0.25) = 242.8(K)1 a E4.6 x 10-6 x 4.7 x 1010R = k 气(1 -*)= k R = 2.1 x R = 509.9J m-1 s-12 t aE t 1110解:b (1 f)AT= k max t 以.E184R = 1.98R0.31 七0.31 x-1 x500 11SiN有关参数为：3 4。(1 f )n % = f e = 248.3K AT = 491.6K=275 x 10-6 /K; E = 379GPa;e = 345MPa;日=0.25. f
