《冶金热力学》求取 ⇩

第一章热力学的基本定律及关系式1

第一节 热力学的基本定律1

一、热力学第零定律1

二、热力学第一定律1

三、热力学第二定律2

四、热力学第三定律6

第二节 简单封闭体系的热力学关系式9

一、体系的状态与状态函数的关系9

二、简单封闭体系的热力学第一、二定律的联合表达式及偏导数关系式10

三、常用的变量转换的关系式11

四、关于热容的一些关系式12

五、有关熵、内能、焓、自由能及吉布斯能的关系式14

六、常用的热力学性质的偏导数关系式16

第三节 做非膨胀功体系的热力学关系式17

一、做非膨胀功体系的热力学第一、二定律联合表达式17

二、热力学位18

三、吉布斯-赫姆霍茨(Gibbs-Helmholtz)方程式20

第四节 多元系的热力学关系式21

一、多元系的基本关系式21

二、同一组元各偏摩尔量间的关系24

三、不同组元同一性质的偏摩尔量间的关系——吉布斯-杜亥姆(Gibbs-Duhem)公式25

四、二元系中摩尔量与偏摩尔量的互求26

第五节 单组元复相平衡体系的特点及热力学关系式28

一、单组元复相平衡体系的特点28

二、克拉佩龙(Clqpeyron)方程30

三、特鲁顿(Trouton)规则32

习题一33

参考文献35

第二章气体的热力学性质37

第一节 理想气体的热力学性质37

一、理想气体的特性37

二、理想气体的化学位39

三、混合理想气体的热力学性质39

第二节 真实气体的热力学性质40

一、真实气体的特点40

二、真实气体的内能41

三、真实气体的焓42

第三节 真实气体的状态方程式43

一、真实气体的状态方程式43

五、真实气体的自由能43

六、真实气体的吉布斯能43

四、真实气体的熵43

二、利用状态方程式求气体的热力学性质44

第四节 真实气体的逸度45

一、逸度的定义45

二、逸度的计算方法45

第五节 混合气体中组元逸度的计算52

一、路易斯-兰德尔(Lewis-Randall)规则52

二、多元系中组元逸度的精确计算式53

习题二54

参考文献55

一、温度对纯物质饱和蒸气压的影响56

第一节 温度、压力对蒸气压的影响56

第三章溶液的热力学性质56

二、溶液所受压力对组元蒸气压的影响57

第二节 溶液的基本定律57

一、拉乌尔(Raoult)定律57

二、亨利(Henry)定律58

三、西华特(Sivert)定律59

第三节 二元系中组元逸度(蒸气压)与液相组成的关系60

一、杜亥姆-马居耳(Duhem-Margules)方程60

二、杜亥坶-马居耳(Duhem-Margules)方程的应用61

第四节 理想溶液的热力学性质62

一、理想溶液中组元的化学位62

二、形成理想溶液时热力学性质的变化62

一、稀溶液的特点64

第五节 稀溶液的热力学性质64

二、稀溶液的化学位65

三、稀溶液形成时溶质热力学性质的变化66

第六节 稀溶液的凝固点67

一、压力对饱和溶解度的影响67

二、温度对饱和溶解度的影响68

三、稀溶液的凝固点下降68

四、碳素钢及合金钢的凝固点69

第七节 真实溶液的热力学性质70

一、真实溶液中组元的化学位70

二、真实溶液形成时组元热力学性质的变化71

三、实际溶液的超额函数72

二、超额函数和超额相对函数的关系72

一、超额函数的定义72

第八节 超额函数72

第九节 正规溶液的热力学性质73

一、正规溶液的定义及模型的特点73

二、正规溶液形成时的熵变73

三、正规溶液形成时的焓变74

四、其它热力学关系式76

五、三元系正规溶液77

六、多元系正规溶液79

七、对正规溶液的评价79

第十节 亚正规溶液的热力学性质81

第十一节 准正规溶液的热力学性质82

一、准化学理论溶液的基本观点85

第十二节 准化学理论溶液85

二、准化学理论溶液的基本关系式87

三、准化学理论溶液模型的应用91

习题三91

参考文献93

第四章活度的定义、测定和计算94

第一节 活度的标准态及相互转换94

一、活度的标准态95

二、不同标准态活度的相互转换关系98

三、γoi的物理意义99

第二节 活度与温度、压力的关系99

一、活度与温度的关系99

第三节 活度的测定方法100

二、活度与压力的关系100

一、蒸气压法求活度101

二、化学平衡法求活度101

三、饱和溶液中组元的活度103

四、分配定律法求活度105

五、电动势法求活度107

第四节 二元系两组元活度的互求108

一、利用以活度表示的吉布斯-杜亥姆方程积分108

二、利用以活度系数表示的吉布斯-杜亥姆方程积分110

三、a函数法111

第五节 三元系各组元活度的互求112

一、达肯(Darken)法112

二、苏曼(Schuhmann)法117

三、周国治法121

四、三元系活度曲线的几何关系126

第六节 利用变通的吉布斯-杜亥姆方程计算活度128

一、邹元爔的四种变通的吉布斯-杜亥姆方程128

二、θ函数在变通的吉布斯-杜亥姆方程中的应用135

习题四139

参考文献142

第五章冶金熔体的活度144

第一节 合金熔体中组元的活度系数144

第二节 一级相互作用系数146

一、一级相互作用系数间的关系146

二、一级相互作用系数的测定方法148

一、二级相互作用系数间的关系151

第三节 二级相互作用系数151

二、二级相互作用系数的测定方法152

第四节 计算溶渣组元活度的模型(Ⅰ)——分子模型156

第五节 计算溶渣组元活度的模型(Ⅱ)——完全离子溶液模型157

一、完全离子溶液模型中组元活度的计算157

二、含有SiO2的熔渣中组元活度的计算158

第六节 计算熔渣组元活度的模型(Ⅲ)———马松(Masson)模型161

一、计算公式的推导161

二、应用实例164

第七节 计算溶渣组元活度的模型(Ⅳ)——正规离子溶液模型164

一、计算公式的推导164

二、应用实例166

一、FeO的活度168

第八节 熔渣中组元的等活度曲线168

二、MnO的活度170

三、CaO的活度172

四、SiO2的活度173

五、Al2O3活度173

六、P2O5的活度174

习题五174

参考文献176

第六章化学反应的标准吉布斯能及氧位图177

第一节 利用热力学数据计算反应的标准吉布斯能177

一、利用物质的ΔfH?298、S?298及ΔCp计算反应的ΔC?177

二、利用ΔG?与温度的多项式求二项式181

一、根据化学反应平衡常数计算反应的标准吉布斯能182

第二节 利用实验数据计算反应的标准吉布斯能182

二、根据电化学反应的电动势计算反应的标准吉布斯能183

第三节 物质有相变时化学反应的标准吉布斯能的计算184

一、物质相变的标准吉布斯能的计算184

二、物质有相变的化学反应的△G?的计算185

第四节 有溶液参加的化学反应的标准吉布斯能的计算187

一、组元的标准溶解吉布斯能187

二、有溶液参加的化学反应的ΔG?的计算189

第五节 氧位及氧位图190

一、氧位及氧位递增原理190

二、氧位图193

三、利用氧位图进行近似计算197

一、铁液中元素氧化的ΔG?-T图200

第六节 铁液中元素氧化的标准吉布斯能图200

二、铁液中元素氧化生成几种氧化物的稳定性的比较202

三、选择性氧化转化温度的计算204

习题六205

参考文献207

第七章相图的热力学208

第一节 二元溶液的混合吉布斯能-组成图208

一、理想溶液的混合吉布斯能-组成图208

二、实际溶液的混合吉布斯能-组成图209

三、正规溶液的混合吉布斯能-组成图210

四、正规溶液的溶解度曲线213

五、正规溶液的亚稳态分解曲线213

二、液、固相完全互溶的二元相图的绘制215

第二节 由吉布斯能曲线绘制二元相图215

一、绘制的基本方法及原理215

三、液相完全互溶、固相部分互溶的二元相图的绘制218

四、液相及固相均部分互溶的二元相图的绘制220

五、液相完全互溶、固相完全不溶并生成稳定化合物的二元相图的绘制223

六、液相完全互溶、固相完全不溶并生成不稳定化合物的二元相图的绘制223

第三节 由热力学函数计算获得二元相图224

一、基本原理及计算方程224

二、几种特殊情况下相图的计算225

第四节 由实测相图提取热力学数据230

一、由相图计算熔化热230

二、计算组元的活度及活度系数231

三、估算正规溶液的作用能参量233

习题七235

参考文献238

附录239

附录一国际相对原子质量表239

附录二 蒸气压与温度的关系240

附录三 ΔH?298、ΔS?298、Cp及ΔH相的数据242

附录四 某些反应的ΔG?=A+BT关系式258

附录五 某些元素在铁液中的标准溶解吉布斯能263

附录六 1873K铁液中元素的一级相互作用系数eji264

附录七 铁液中元素的一级相互作用系数eji与温度的关系式266

附录八 1873K铁液中元素二级相互作用系数rji267

参考文献268

习题答案269