相图与相变期末考试提纲

«固体物理»复习大纲招生专业：凝聚态物理/材料物理与化学固体物理学的基本内容(专题除外), 主要有:晶体结构, 晶体结合, 晶格振动和晶体热学性质, 晶体的缺陷, 金属电子论和能带理论.主要参考书目: 1. 黄昆, 韩汝琦, 固体物理学, 高教出版社2. 陆栋, 蒋平, 徐至中, 固体物理学, 上海科技出版社3. 朱建国, 郑文琛等, 固体物理学, 科学出版社«新型功能材料»复习大纲招生专业：材料物理与化学/光学工程一、复习大纲1，材料、新材料的重要性；2，材料科学、材料工程、材料科学与工程的学科形成与学科内涵；3，材料科学与工程的“四要素”的内容；“四要素”间的相互关系（用图来表示）；“四要素”在材料研究中的作用；（要求能结合具体材料事例予以说明）4，如何理解材料、特别是新材料是社会现代化的物质基础与先导；5，怎样区分结构材料和功能材料？新型功能材料的内涵是什么？6，了解新型功能材料中相关科学名词的解释，并能给出适当的例子，如：信息材料；光电功能材料；能源材料；高性能陶瓷；纳米材料；晶体材料；人工晶体（材料）；压电材料；铁电材料；复合材料；梯度材料；智能材料与结构；材料设计；环境材料；低维材料；生物材料；非线形光学材料；光子晶体；半导体超晶格；等等；7，注意了解材料检测评价新技术的发展；注意了解材料的成分测定、结构测定、形貌观测的方法；材料无损检测评价新技术的发展概况；8，能结合具体的材料对象，给出材料的成分分析、原子价态分析、结构（含微结构）分析、形貌分析等所采用的主要技术，以及利用这些技术所得出的主要结果；9，对若干常用的分析技术，包括：X射线衍射分析（XRD），原子力显微镜分析（AFM），扫描电子显微镜分析（SEM），透射电子显微镜分析（TEM），俄歇电子能谱分析，X射线光电子能谱分析（XPS），核磁共振谱分析，等，能结合具体事例，阐述它们在材料物化结构分析中的作用和能解决的具体问题；10，材料科学技术是一门多学科交叉的前沿综合性学科；材料科学技术的学科内涵极为丰富；当代材料科学技术正在飞速发展，其主要发展趋势可以归纳为8个方面。

物理中的相变与相图研究相变是物理学中非常重要的一个研究领域，它是物质状态发生变化的过程。

在日常生活中，常见的相变有液化、凝固、蒸发、冰冻等等。

而在物理学领域中，相变是指物质从一种相变为另一种的过程，同时伴随着热力学方面的性质变化。

在物理学中，相变的研究是一门非常深入且繁杂的知识。

其探讨的不仅是具体物质本身的性质，更是对物理学本质的深入探究。

其中，相变的相图研究是关键的研究领域之一。

相图是描述物质相互作用的重要工具。

它是指在特定温度和压力下，不同物质之间可能出现的相状态及其稳定的区域图。

相图对于理解物质的性质特征及其相互作用关系具有非常重要的意义。

以水为例，水的相图是一幅图形，描述了水在不同温度和压力下可能出现的相状态。

当水达到特定的温度和压力时，从液态转变到气态，系统的温度和压强变化，同时液态和气态在相图上的相互关系也发生了改变。

相图的研究可以更加深入地了解物质的本质和相互作用。

除此之外，相图的研究还可以为物质的应用提供理论依据。

例如，铝合金的相图可以为制备更加高效以及更加优良的铝合金提供指导。

相图研究的深入发展也可以在制备材料、高压物理、电子学等领域提供更多的帮助和支持。

相图的研究可以通过计算机模拟、实验室实验以及观察实验室数据等方法进行。

通过这些研究方法，科学家可以得出一系列有用的数据和规律，从而更好地认识不同物质的相互作用关系。

另一个与相变密切相关的领域是物态方程的研究。

物态方程是研究物质状态和热力学性质的基础。

物态方程通常是描述物质状态和热力学性质的函数，例如状态方程P-V-T方程、热力学状态方程等等。

物态方程的研究可以为材料制备提供理论依据。

例如，高温热电材料的制备就需要对于材料的物态方程有深入的认识，才能更好的掌握材料热力学性质以及制备过程的优化。

总之，相图研究是物理学研究中的重要领域之一，它为我们深入探究物质的本质和相互作用提供了有力的工具和方法。

通过相图和物态方程的研究，我们可以更好地认识材料的物理性质，同时也为应用提供了治理和应用材料的理论依据，促进了材料科学的发展。

物质的相变与相相变概念相解读相变规律等相对于固态、液态和气态等常见的物质状态，物质在一定条件下还存在着相变和相相变的现象。

相变是指物质在温度、压强、浓度等条件发生变化时，从一种状态转变为另一种状态的过程。

而相相变则是指物质在相变过程中，其微观结构的变化。

本文将会对物质的相变和相相变进行解读，并探讨相变规律。

一、物质的相变及相相变概念解读1. 固—液相变在一定温度下，物质从固态转变为液态的过程被称为固—液相变。

这一过程中，物质的微观结构发生了变化，原子、分子或离子重新排列，形成了具有流动性的液体。

固—液相变点即为物质从固态到液态的温度。

2. 液—气相变当物质在一定温度和压强条件下，由液态转变为气态，这一过程被称为液—气相变。

在这种相变中，物质的微观组织会发生显著变化，原子或分子之间的作用力相对减弱，物质进一步扩散为气体状态。

液—气相变点即为物质从液态到气态的温度。

3. 固—气相变在一定温度和压强条件下，物质直接由固态转变为气态的过程被称为固—气相变。

在这一过程中，物质的整体结构发生明显变化，原子或分子之间的作用力减弱甚至消失，使得物质从固态直接转变为气态。

固—气相变点即为物质从固态到气态的温度。

4. 相相变相相变指的是物质在相变过程中，微观结构发生的变化。

而这种变化可以通过观察物体的宏观性质来进行判断。

例如，在固态到液态相变的过程中，外观上的透明度、形状和大小等都会发生变化，这表明了相相变的发生。

相比之下，在液态到气态相变的过程中，相相变的变化则更加微妙，主要体现在物质的黏度、表面张力和蒸发速率等方面。

二、相变规律的探讨1. 相变的影响因素相变的发生受到多种因素的影响，其中最主要的是温度和压强。

在不同的温度和压强下，物质的相变点也会有所变化。

同时，物质的浓度、化学成分和外界环境等因素也会对相变产生一定的影响。

2. 熔化热和凝固热在固—液相变和液—固相变的过程中，需要吸收或释放热量。

对固—液相变而言，固态向液态转变需要吸收热量，这被称为熔化热；而对液—固相变而言，液态向固态转变则需要释放热量，这被称为凝固热。

⼆元相图-题库（14学）讲解名词解释1.匀晶转变：2.包晶转变：3.平衡凝固：4.伪共晶：5.⾮平衡共晶：6.共晶转变：7.偏晶转变：8.共析反应：9.包析转变：10.熔晶转变11.合晶转变：12.⼀次相或初⽣相；13.⼆次相或次⽣相14.扩散退⽕：15.离异共晶：16.钢17.铸铁18.奥⽒体:19.莱⽒体：20.珠光体：21.三次渗碳体22.调幅分解23.成分过冷24.枝晶偏析25.正偏析26.宏观偏析概念辨析题1、共晶转变与共析转变2、奥⽒体与铁素体的异同点：3、⼆次渗碳体与共析渗碳体的异同点。

4、稳定化合物与不稳定化合物5、均匀形核与⾮均匀形核6、平衡凝固与⾮平衡凝固7、光滑界⾯与粗糙界⾯8、钢与铸铁9、热过冷与成分过冷10、⼀次相与⼆次相11、伪共晶与离异共晶12、正偏析与反偏析相图题⼀、相图题(20分)1．画出Fe-Fe 3C 相图，填出各区的组织组成物。

(6分)2．分析含碳O.65％的铁碳合⾦的平衡结晶过程，画出其冷却曲线和室温时的显微组织⽰意图。

(8分)3．⽤杠杆定律计算该合⾦在室温时的组织组成物和相组成物的量。

(6分) C e F -e F 3相图为⼆、相图题(22分)1_画出相图，填出各区域的组织组成物。

(6分) 2．分析含碳0.4％的铁碳合⾦的平衡结晶过程，画出其冷却曲线和室温时的显微组织⽰意图。

(8分)3．⽤杠杆定律计算该合⾦在室温时的组织组成物和相组成物的量。

(8分)C e F -e F3三、相图题(25分)1．画出相图，标出重要点的温度与含碳量，填出各区域的组织组成物。

(7分) 2．分析含碳3.5％的铁碳合⾦的平衡凝固过程，画出其冷却曲线和室温时的显微组织⽰意图。

(10分)3．⽤杠杆定律计算该合⾦在室温时的组织组成物和相组成物的量。

(8分)四、相图题1、Fe —Fe 3C 相图，结晶过程分析及计算1）分析含碳0.53～0.77％的铁碳合⾦的结晶过程，并画出结晶⽰意图。

873物理化学复习提纲一、考试总体要求1．考试对象考试对象为具有全国硕士研究生入学考试资格并报考西安电子科技大学理学院应用化学专业的考生。

2．考试总体要求掌握物理化学中重要的基本概念与基本原理的含义及适用范围；掌握物理化学重要公式及其应用条件。

掌握物理化学实验中常用物理量的测量，能正确使用常用物理化学仪器。

二、考试要点1、气体的pVT 关系理想气体状态方程、范德华方程、对应状态原理、压缩因子。

2、化学热力学基础热力学第一、第二定律及其数学表达式；pVT变化、相变化与化学反应过程中W、Q、U、H、S、A与G的计算；熵增原理及三种平衡判据；热力学基本方程和麦克斯韦关系式；克拉贝龙方程及克-克方程。

3、多组分热力学及相平衡偏摩尔量、化学势的概念；理想气体、理想稀溶液的化学势表达式；逸度、活度的定义；拉乌尔定律和亨利定律；稀溶液依数性的概念及简单应用。

相律的应用；单组分相图；二组分气－液及凝聚系统相图。

4、化学平衡等温方程；标准摩尔反应Gibbs函数、标准平衡常数与平衡组成的计算；温度、压力和惰性气体对平衡组成的影响；同时平衡的原则。

5、电化学电解质溶液电导率、摩尔电导率、活度与活度系数的计算；电导测定的应用；德拜－许克尔极限公式。

原电池电动势与热力学函数的关系，Nernst方程；各类电极的特征和电动势测定的应用；原电池的设计。

电极的极化与超电势的概念；电解时的电极反应。

6. 化学动力学反应速率、基元反应、反应分子数、反应级数的概念；一、二级反应的速率方程及其应用；阿累尼乌斯公式；对行、平行、连串反应的动力学特征，复杂反应的近似处理法；简单碰撞理论和经典过渡状态理论的基本思想和结果；链反应机理的特点及支链反应与爆炸的关系；光化反应的特征及光化学定律；催化作用的基本特征；多相催化反应；7. 界面现象与胶体化学弯曲液面的附加压力与Laplace方程；Kelvin方程与四种亚稳态；润湿与铺展；化学吸附与物理吸附；Langmuir单分子层吸附模型和吸附等温式。

热力学中的相变现象热力学是研究能量转化和过程的科学，而相变现象则是热力学中的重要概念之一。

相变指的是物质由一种相态转变为另一种相态的过程，例如液化、固化和气化等。

在本文中，我们将探讨热力学中的相变现象及其背后的原理。

一、相变的定义与分类相变是物质在一定条件下由一种状态转变为另一种状态的过程。

根据物质的性质和转变的条件，相变可以分为凝固、熔化和汽化三种基本类型。

1. 凝固：凝固是指物质由液态转变为固态的过程。

当温度降低到某一点，液体中的分子或离子开始有序排列，形成固态结晶体。

2. 熔化：熔化是指物质由固态转变为液态的过程。

当温度升高到某一点，固体中的分子或离子离开有序排列，变得更加自由运动。

3. 汽化：汽化是指物质由液态转变为气态的过程。

当温度升高到某一点，液体中的分子或离子足够具有逃离液体表面的能量，形成气体状态。

二、相变的热力学原理热力学中的相变现象与物质的内能变化及熵变有关。

在一个封闭系统中，相变发生时，物质的内能会发生变化，而系统的熵也会发生变化。

1. 内能变化：在相变过程中，虽然温度保持不变，但是物质的内能却发生了变化。

这是因为相变过程中，分子间的相互作用和排列方式发生了改变，导致内能的变化。

2. 熵变：熵是衡量系统无序程度的物理量，相变过程中也会发生熵的变化。

例如凝固过程中，液体变为有序排列的固体，系统的熵会减小。

而汽化过程中，液体变为高度无序的气体，系统的熵会增加。

根据热力学第二定律，熵的增加趋势是不可逆的，即自发向高熵状态变化。

因此，相变过程也符合热力学第二定律的要求。

三、相变与相图相图是描述特定物质在不同温度和压力下各相态之间转变关系的图表。

在相图中，可以清晰地看到物质的相变点和相变曲线。

1. 相变点：相变点是指在一定的温度和压力下，物质由一种相态转变为另一种相态的临界条件。

例如水的相变点在常压下是0摄氏度（冰点）和100摄氏度（沸点）。

2. 相变曲线：相变曲线是用来表示不同相态之间转变的曲线。

相变过程中物质的相图及其应用相变是物质在一定条件下由一种物态转变为另一种物态的过程。

在相变过程中，物质的性质会发生明显的变化，这种变化在我们的日常生活中无处不在。

相变过程中物质的相图是描述物质在不同温度和压力条件下各个相态之间相互转变的图表。

相图的研究不仅对于理解物质的性质和行为具有重要意义，还有许多实际应用。

一、相变过程中物质的相图相图是研究物质相变的重要工具，它可以帮助我们了解物质在不同温度和压力条件下的相变规律。

相图通常由温度和压力构成的坐标轴表示，不同相态的区域用曲线或面表示。

在相图中，常见的相态包括固态、液态和气态。

以水的相图为例，水在常温常压下处于液态，当温度降低到0摄氏度时，水会发生相变，转变为固态，即冰。

冰和水在相图中通过曲线连接，表示两者之间的相变过程。

当温度继续下降时，冰会进一步转变为更稳定的固态，形成不同的冰相。

同样，水在高温下也会发生相变，转变为气态，即水蒸气。

水蒸气和水在相图中通过曲线连接，表示两者之间的相变过程。

除了固态、液态和气态，还存在一些特殊的相态，如等离子态和凝聚态。

等离子态是物质在高温或高能量条件下电离而形成的，它具有高度的电导性和热传导性。

凝聚态是物质在低温或低能量条件下形成的，包括玻璃态、胶体态等。

二、相图的应用相图的研究对于理解物质的性质和行为具有重要意义，也有许多实际应用。

1. 材料科学：相图在材料科学中起着重要的作用。

通过研究相图，可以确定材料的熔点、沸点、晶体结构等性质，帮助选择合适的材料用于不同的应用。

相图还可以指导材料的合成和加工过程，优化材料的性能。

2. 化学反应：相图可以帮助研究化学反应的进行过程和条件。

通过分析相图，可以确定反应物和产物的相态，预测反应的进行程度和产物的纯度。

相图还可以指导化学反应的优化和控制。

3. 能源利用：相图在能源利用领域也有广泛的应用。

例如，相图可以帮助研究和设计高效的热力学循环系统，提高能源利用效率。

相图还可以指导储能材料的选择和设计，优化能源储存和释放过程。