材料热力学习题与解答(李洪晓)

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本书配套教材为

 　本书是以的全国通用教材——郝士明、蒋敏、李洪晓编著的《材料热力学（第二版）》为主要对象的辅助教材。材料热力学与其他热力学分支一样，既具有严谨的理论性，又具有很强的实践性。材料热力学的价值正在于它能够切实地分析或解决材料生产和研究过程中的实际问题。本书既对上述教材中的全部习题做出了解答，也注意详细分析了解题过程。此外还选择了国内外主要教材中的典型习题进行分析与解答。

    本书可供材料、冶金和机械等类学科师生，以及相关科研、技术人员参考。

1 单组元材料热力学
1.1 基本概念与定律
1.2 解题基础
1.2.1 等压热容与等容热容
1.2.2 由热容计算自由能
1.2.3 单元材料的两相平衡
1.2.4 Gibbs-Helmholtz方程
1.2.5 磁性转变自由能的统计模型
1.3 习题解答

2 二组元相
2.1 基本概念与定律
2.2 解题基础
2.2.1 溶体的自由能描述
2.2.2 混合物的自由能
2.2.3 化合物相的自由能描述
2.2.4 化学势与活度
2.3 习题解答

3 二组元材料热力学
3.1 基本概念
3.2 解题基础
3.2.1 两相平衡判据
3.2.2 固-液两相平衡的热力学分析
3.2.3 溶解度曲线的热力学分析
3.2.4 固溶体间的相平衡
3.3 习题解答

4 两个重要的溶体模型
4.1 基本概念
4.2 解题基础
4.2.1 Bragg-Williams近似
4.2.2 双亚点阵模型
4.3 习题解答

5 相变热力学
5.1 基本概念与定律
5.2 解题基础
5.2.1 无扩散相变驱动力分析
5.2.2 亚稳固溶体分解的热力学分析
5.2.3 第二相析出的热力学分析
5.2.4 析出相表面张力对溶解度的影响
5.2.5 二级相变对相平衡的影响
5.3 习题解答

6 多组元相和多元材料热力学
6.1 基本概念
6.2 解题基础
6.2.1 多元正规溶体近似
6.2.2 多元系化合物相的热力学描述
6.2.3 三元系中的两相平衡
6.3 习题解答

附录 纯元素标准态自由能
参考文献

 
国内的很多大学及中国科学院的研究生院中，“材料热力学”都是作为材料类学科研究生的学位课，在有的单位甚至作为博士生入学考试的考试科目，所以这门课一直受到各个教学部门的重视。

   
作者在多年的教学实践过程中，深切感觉到学生对材料热力学的辅助教材有明确的需求。虽然已有一些关于热力学基本理论或物理化学方面的习题集，但是“材料热力学”是将热力学原理应用于材料学问题的研究与分析上，有其特有的思路和方法。在学生的具体学习过程中，还缺少必要的辅导材料及配套的习题，以启发其深入思考，帮助其澄清概念；在具体的计算、分析材料学问题的实践中达到巩固记忆、加深理解的目的，并终达到对热力学方法的掌握和灵活应用。

   
为此，作者在多年教学、科研实践的基础上，以郝士明、蒋敏、李洪晓编著的《材料热力学（第二版）》教材习题为基础，并参阅、吸收了国内外有关书籍中的习题，编写了这本《材料热力学习题与解答》，旨在帮助学生更好地掌握应用热力学原理分析研究材料学问题的基本方法。在习题的解答过程中，注意尽可能地给出较为详细的解题步骤，以利于学生自学。出于教学本身的需要，分析学习的具体过程，本书中的习题都不是太大的问题。而实际研究工作中所遇到的问题却经常要复杂得多。但一个复杂问题的解决经常是可以分解为若干个小问题的。希望读者不仅要注意材料热力学的基本概念和基本规律，而且要注意具体的数值计算细节、单位转换以及图形分析等，以期在解决具体材料学问题方面增长才干。本书可供材料、冶金及机械等类学科师生，以及相关科研技术人员参考。

    由于作者学识、经验有限，加上成书仓促，疏漏与差错在所难免，敬请读者与专家不吝赐教。
编著者
2011年4月