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.docx

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1、1-1设水的化学势为*(1)，冰的化学势为*(S)，在101.325kPa及-5℃条件以下，*(1)是大于、小于还是等于*(S)？答：在101.325kPa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)>*(S)。1-2有两个可逆卡偌热机,在高温热源温度皆为低温热源分别为300K和250K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、2.1(a)(b)所示.(1)热机（a）的效率之?—WaQ1—Q2T1—T2500K—300K=40%a==Q1=T1=Q1500K热机(b)的效率—Wb’‘T1‘500K—250Kb=（Q1Q2）—T2==50%‘=’=T1500KQ1Q1b＞a，表明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/a;'Q1=Wb/b因Wa=Wb及b＞a，所以Q1＞Q1'Q1=Q1（a－1）=－0.6Q1''（'Q2=Q1b－1）=－0.5Q1因Q1＞Q1'＞0，所以在数值上Q1＞Q2'高温热源T1=500K高温热源T1'=500KQ1Q1'Wa热机（a）

3、Wb热机（b）Q2Q2'低温热源T2=300K低温热源T2'=300K图1上述推导表明，在高低温热源温度之差Ta＜Tb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bB5103g·kg-1MB955103mol·kg-10.25063mol·kg-121095TfKfbB

4、400.25063K10.03K1-4一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，dH(HT)pdT(Hp)tdp在题给过程中能否应用？答：（1）达到稳定流动时，如图2所示V1V2NH3（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）=—P

5、2V2W=W1+W2=P1V1—P2V2因为Q=0，所以W=UU2U1P1V1—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

6、液凝固时析出纯固态A）。答：只有说法（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-4及198.0-4-1349.821010S·m2·mol,纯水的密度ρ=997.07kg-·m3。试求离子积为若干？解：M（H2O）=18.01510-3kg·mol-125℃时纯水的体积摩

7、尔浓度：C=ρ/M=997.07kgm·-3/18.01510-3kg·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=m(H2O)9.937310114=1.81410-9=198.0）m(H2O)（349.8210H2O(1)=H++OH-c(l-a)acac+-Θ-3水的离子积Ku=Ka=a(H)a(OH),C=1mol·dma(H2O)=1,±=1,c(H2O)=55.347moldm·-3Θ2=