华南师范大学光电子材料与技术研究所往年复试考题_2008研究生材料物理与化学面试详细答案_l材料物理与化学

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1、1-1设水的化学势为，冰的化学势为，在及-5℃条件以下，是大于、小于还是等于？答：在及-5℃条件下，水凝固为冰的过程是可以自动进行的过程。根据化学势判据，在恒温、恒压、W‘=0的条件下，自发过程是向化学势减小的方向进行，所以>。1-2有两个可逆卡偌热机,在高温热源温度皆为500K低温热源分别为300K和250K之间工作,若两者分别经一个循环所做的功相等.试问:(1)两个热机的功率是否相等?(2)两个热机自高温热源吸收的热量是否相等?向低温热源放出的热量是否相等?答:两个热机的工作情况如图3.2.1(a)(b)所示.(1)热机（a）的效率=====40%热机(b)的效率=====50%＞，表明

2、高温热源与低温热源的温差愈大，可逆热机的效率愈高。（2）Q1=－Wa/;Q=Wb/因Wa=Wb及＞，所以Q1＞QQ1=Q1（－1）=－0.6Q1Q=Q（－1）=－0.5Q因Q1＞Q＞0，所以在数值上＞高温热源=500K低温热源=300K高温热源=500K低温热源=300K热机（a）热机（b）图1上述推导表明，在高低温热源温度之差＜的情况下，经一个循环若对环境做功相等，则热机（a）较（b）需要从高温热源吸收更多的热量，同时向低温热源放出更多的热量，即消耗更多的能量，1-3已知樟脑（C10H16O）的凝固点降低常数Kf=40K·mol-1·kg。某一溶质相对摩尔质量为210，溶于樟脑形成质量百分数

3、为5%的溶液，求凝固点降低多少？解：以A代表樟脑，以B代表溶质g·kg-1mol·kg-1mol·kg-11-4一定量的液态氨在绝热管道中通过节流阀时，由于系统的压力突然下降，液氨将迅速蒸发，温度急剧降低。试问：（1）此过程是否仍为等焓过程？（2）物质的量一定，在题给过程中能否应用？答：（1）达到稳定流动时，如图2所示V1NH（g）取截面1与2之间物质为系统，在一定时间范围内，外压p1将体积V1的液氨推过多孔塞，同时与液氨的物质的量相等，体积为V2的液氨的物质的量相等，体积为V2的气态氨反抗外压P2流出截面2。液氨流入的功：W1=—P1（0—V1）=P1V1氨气流出的功：W2=—P2（V2—0

4、）=—P2V2W=W1+W2=P1V1—P2V2因为Q=0，所以W=P1V1—P2V2，因此U2—P2V2=U1—P1V1H2=H1，即等焓过程（2）液态氨的节流膨胀过程为不可逆相变过程，始末态之间处于非平衡态，严格地说题给方程式不能应用于节流过程。当达到稳定流动时，可近似用题给方程进行热力学分析。1-5液体B比液体A容易挥发。在一定温度下向纯A液体中加入少量纯B液体形成稀溶液。下面几种说法是否正确？（1）该溶液的饱和蒸气压必高于同温度下纯液体A的饱和蒸气压；（2）该溶液的沸点必低于同样压力下纯液体A的沸点；（3）该溶液的凝固点必低于同样压力下纯液体A的凝固点（溶液凝固时析出纯固态A）。答：只

5、有说法（3）是正确的。当A、B形成理想溶液，或一般正偏差、一般负偏差的系统，甚至形成最大正偏差系统，说法（1）和（2）才是正确的。但若形成最大负偏差系统，在纯A中加入少量纯B后，溶液的饱和蒸气压要低于纯液体A的饱和蒸气压，故此说法（1）不正确。2-1已知25℃时，纯水的电导率k=5.5010-6S·m-1,无限稀释时H+及OH-的摩尔电导率分别为349.8210-4及198.010-4S·m2·mol-1,纯水的密度ρ=997.07kg·m-3。试求离子积为若干？解：M（H2O）=18.01510-3kg·mol-125℃时纯水的体积摩尔浓度：C=ρ/M=997.07kg·m-3/18.015

6、10-3kg·mol-1=55.347103mol·m-3纯水的摩尔电导率：m=k/c=5.5010-6S·m-1/(55.347103mol·m-3)=9.937310-11S·m2·mol-125℃时纯水的电离度：a===1.81410-9H2O(1)=H++OH-c(l-a)acac水的离子积Ku=Ka=a(H+)a(OH-),CΘ=1mol·dm-3a(H2O)=1,±=1,c(H2O)=55.347mol·dm-3Km={a(c/cΘ)}2=(1.81410-955.347)2=1.00810-142-220℃将一支半径r为4m的毛细管插入盛有汞的容器中，在毛细管内汞面下降高度ｈ为0

7、.136m,已知汞与毛细管的接触角θ=1400，汞的密度为13.55103kg•m-3，求此实验温度下汞的表面张力？解：h=2σ（汞）COSθ/（rρɡ）接触角θ>900,所以h取负值，则σ汞=hrρɡ/（2cosθ）={-0.136410-413.55103/(2cos1400)}N·m-1=0.481N·m-12-3在200C下，将68.4g蔗糖（C12H22O11）溶于1kg水中，求：（1）