第5章真空蒸发1

思考题 1. 【答】1不一定正确。绝热条件可以保证系统和环境之间没有热交换封闭条件可以保证系统和环境之间没有物质交换。但是单单这两个条件不能保证

系统和环境之间有其他能量交换方式如作功。当绝热封闭的系统在重力场中高度发生大幅度变化时系统和地球间的作功不能忽略系统的状态将发生变化。 2正确。 3不正确。系统和环境间发生物质交换时可以作功又吸热但显

然不是封闭系统。为了防止混淆一般在讨论功和热的时候都指定为封闭系统

但这并不意味着发生物质交换时没有功和热的发生。但至少在这种情况下功和热的

意义是含混的。 4正确。当发生化学作用即系统和环境间物质交换时将同时有热和功发生而且还有物质转移因此是敞开系统。 3.【答】1对一个

物理化学过程的完整描述包括过程的始态、终态和过程所经历的具体途径因此

仅仅给定过程的始、终态不能完整地说明该过程。 Q、W都是途径依赖量其

数值依赖于过程的始态、终态和具体途径只要过程不完全确定Q、W的数值就

可能不确定。 因为Q W △U只要过程始、终态确定则△U确定因此Q W也确定。 2在已经给定始、终态的情况下又限定过程为绝热过程Q 0Q

确定W △UW和△U也确定。 5. 【答】1正确。状态是各种状态性质的综

合表现状态性质改变状态一定改变。 2不正确。比如理想气体的等温过程

中状态改变但是热力学能不变。 3不正确。温度是热运动的―强度‖热是热

运动的―数量‖两者没有必然练习。 4不正确。绝热和刚性只意味着内有热交换和体积功不能排除其他作功方式的存在。 5不正确。理想气体可逆等温压

缩时向外放热热力学能不减少。 6正确。 7不正确。H是状态函数

但是△H却是依赖于过程的物理量因此热Qp不是状态函数他依赖于过程。 8不正确。理想气体的焓仅与温度有关。 9不正确。 10正确。Q―W △U

《薄膜物理与技术》课程教学大纲

课程代码：ABCL0527

课程中文名称: 薄膜物理与技术

课程英文名称：Thin film physics and technology

课程性质：选修

课程学分数：1.5

课程学时数：24

授课对象：新能源材料与器件专业

本课程的前导课程：《材料表面与界面》、《近代物理概论》、《材料科学基础》、《固体物理》、《材料物理性能》

一、课程简介

本课程主要论述薄膜的制造技术与薄膜物理的基础内容。其中系统介绍了各种成膜技术的基本原理与方法，包括蒸发镀膜、溅射镀膜、离子镀、化学气相沉积、溶液制膜技术以及膜厚的测量与监控等。同时介绍了薄膜的形成，薄膜的结构与缺陷，薄膜的电学性质、力学性质、半导体特性、磁学性质以及超导性质等。通过本课程的讲授，使学生在薄膜物理基础部分，懂得薄膜形成物理过程及其特征，薄膜的电磁学、光学、力学、化学等性质。在薄膜技术部分初步掌握各种成膜技术的基本内容以及薄膜性能的检测。

二、教学基本内容和要求

掌握物理、化学气相沉积法制膜技术，了解其它一些成膜技术。学会对不同需求的薄膜，应选用不同的制膜技术。了解各种薄膜形成的过程及其物理特性。理解并能运用热力学界面能理论及原子聚集理论解释薄膜形成过程中的一些现象，了解薄膜结构及分析方法，理解薄膜材料的一些基本特性，为薄膜的应用打下良好的基础。以下分章节介绍：

第一章真空技术基础

课程教学内容：真空的基础知识及真空的获得和测量。

课程重点、难点：真空获得的一些手段及常用的测量方法。

课程教学要求： 掌握真空、平均自由程的概念，真空各种单位的换算，平均自由程、碰撞频率、碰撞频率的长度分布率的公式，高真空镀膜机的系统结构及抽气的基本过程。理解蒸汽、理想气体的概念，余弦散射率，真空中气体的来源，机械泵、扩散泵、分子泵以及热偶真空计和电离真空计的工作原理。了解真空的划分，气体的流动状态的划分，气体分子的速度分布，超高真空泵的工作原理。

第5章 化学热力学

5-6．测得氯化汞在407℃的1L容积的真空系统里完全蒸发达到的压力为60kPa, 求氯化汞蒸气的摩尔质量和化学式。

9.278160)273407(314.896.2PVmRTM ：解

22HgCl : 496.271HgCl

分子式为的式量

5-8．25℃时将相同压力的氮气和15L氧气压缩到一个的真空容器中，测得总压为150kPa，①求两种气体的初始压力；②求混合气体中氮和氧的分压；③将温度上升到210℃，容器的总压。

由于混合前氮气和氧气的压力相同，因此可以假定它们混合过程为等压混合（只混合，不改变压力），则根据分体积的定义，氮气和氧气混合前的体积则为分体积，混合后的总体积为15+5 = 20L，混合后的初始压力（体积20L)与混合前两种气体的初始压力相同。然后再把混合气体体积压缩到10L。

5-9. 25℃，下把氨气通入容积为刚性密闭容器中，在350℃下用催化剂使部分氨分解为氮气和氢气，测得总压为5MPa，求氨的解离度和各组分的摩尔分数和分压。

kPaVVPVP752010150P VP (1)

12212211：解kPakPaPXN5.1125.37150P 5.37150205P )2(222ONkPaTP243298)273210(150P TP )3(22211311132221.47101 0.5938.3142985101 0.9658.314(350273)PVnmolRTPVnmolRT解2NH3 ==== N2 + 3H2

n平 x 3x

-2x +x +4x = x =0. 186mol

1 化工原理各章问答题

第1章 流体流动

1. 什么是流体稳定流动，什么是流体流动的连续性方程，它是如何得到的，能够解决什么问题？

2. 什么叫化工单元操作？ 常用的化工单元操作有哪些？

3. 在相同管径的两条园形管道中，同时分别流动着油和清水（μ油＞μ水），若雷诺数相同，且密度相近，试判断油速大还是水速大？为什么？

4. 何谓层流流动？何谓湍流流动？用什么量来区分它们？

5. 输送相同体积的水和油，哪一种能耗较大，为什么？

6. 何为等压面，构成等压面的条件是什么？

7. 流体流动阻力有几种表现形式，产生阻力的主要原因是什么？应分别如何计算？

8. 一定量的液体在园形直管内作稳定连续滞流流动。若管长及液体的物性不变，而管径减至原来的一半，问因流动阻力而产生的能量损失为原来的若干倍？

9. 何为绝对压力、表压力、真空度，它们的关系为何？

10.何为流体静力学基本方程，其适用的条件是什么，由流体静力学基本方程可以得到什么结论？

11.何为机械能衡算方程，应用时应注意什么？

12.何为牛顿粘性定律，何为粘度，其意义为何，温度对粘度如何影响？

13.试根据莫狄磨擦系数图的4个区域，讨论各个区域影响磨擦系数的因素

14.根据流体力学原理(柏努利方程)制作的几种流量计有哪几种？

第2章 流体输送机械

1. 离心泵起动时，为什么要把出口阀关闭？

2. 离心泵为什么会出现气蚀现象？

3. 何谓离心泵的“气缚”和“气蚀”现象，它们对泵的操作有何危害？应如何防止？

4. 原用以输送水的离心泵，现改用来输送相对密度为1.2的水溶液（而其粘度与水相近）。若管路布局不变，泵的前后两个开口容器液面间的垂直距离不变，试说明泵的流量、扬程、出口处压力表的读数和轴功率有何变化？

5. 何为离心泵的性能曲线，它们是在什么条件下绘制